KR101590666B1 - Irradiated membrane for cell expansion - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유착 또는 부유 세포, 특히 유착 세포를 배양하는데 사용될 수 있는 멤브레인에 관한 것으로, 여기서 상기 멤브레인은 산소의 존재 하에 12.5 kGy 내지 175 kGy의 선량으로 감마선 또는 베타선 또는 전자빔에 의한 습윤 및 건조 멤브레인의 조사로 인하여 세포의 유착 및 증식을 고려한 것이다. 그 결과로 형성된 멤브레인은 표면 개질 물질에 의한 임의의 예비 처리 없이 사용될 수 있다. 또한, 본 발명은 세포, 특히 유착 세포의 배양에 사용될 수 있는 상기 조사된 멤브레인을 제조하는 방법 및 세포, 특히 유착 세포의 배양에 그러한 멤브레인을 이용하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a membrane which can be used for culturing adherent or floating cells, in particular adherent cells, wherein said membrane is in contact with a wet and dry membrane by gamma or beta radiation or electron beam at a dose of 12.5 kGy to 175 kGy in the presence of oxygen This study considers cell adhesion and proliferation. The resulting membrane may be used without any pretreatment by the surface modifying material. The present invention also relates to a method for producing the irradiated membrane, which can be used for culturing cells, especially adherent cells, and a method of using such membranes for culturing cells, especially adherent cells.

Description

세포 증식을 위한 조사된 멤브레인{IRRADIATED MEMBRANE FOR CELL EXPANSION}[0001] IRRADIATED MEMBRANE FOR CELL EXPANSION FOR CELL PROLIFERATION [0002]

본 발명은 유착(adherent) 또는 부유(suspension) 세포, 특히 유착 세포를 배양하는데 사용될 수 있는 멤브레인에 관한 것으로, 여기서 상기 멤브레인은 산소의 존재 하에 12.5 내지 175 kGy의 선량으로 감마선 또는 베타선 또는 전자빔에 의한 습윤 또는 건조 멤브레인의 조사로 인한 세포의 유착 및 증식을 고려한 것이다. 결과로 형성된 멤브레인은 표면 개질 물질에 의한 임의의 전처리 없이 사용될 수 있다. 또한, 본 발명은 세포, 특히 유착 세포의 배양에 사용될 수 있는 상기 조사된 멤브레인을 제조하는 방법에 관한 것이며, 그리고 세포, 특히 유착 세포의 배양에 그러한 멤브레인을 사용하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a membrane which can be used for culturing adherent or suspension cells, in particular cohesive cells, wherein said membrane is exposed to a radioactivity in the presence of oxygen at a dose of 12.5-175 kGy by gamma or beta radiation or electron beam Considering the adhesion and proliferation of cells due to irradiation of wet or dry membranes. The resulting membrane may be used without any pretreatment by the surface modifying material. The present invention also relates to a method for producing said irradiated membrane which can be used for culturing cells, especially adherent cells, and to a method of using such membranes for culturing cells, particularly adherent cells.

본 발명의 목적은 배양 플라스크 또는 세포 스택을 사용하는 세포 증식에 대한 현재 황금 표준을 나타내는 조직 배양 폴리스티렌(TCPS: tissue culture polystyrene) 플레이트와 실질적으로 유사한 성장 특징을 나타내는 멤브레인의 식별(identification)에 있다. 측정하고자 하는 주요 특징은 세포 증식 속도, 멤브레인 상으로의 세포의 재부착 효율, 및 형태 제어, 표현형 및 분화 가능성을 비롯한 세포 후-증식(post-expansion)의 특징이다. 그러한 멤브레인은 다양한 기하구조, 예컨대 평평한 시이트 멤브레인(flat sheet membrane) 또는 중공 섬유 멤브레인(hollow fiber membrane)으로 제조되는 것에 적합해야 한다. It is an object of the present invention to identify membranes exhibiting growth characteristics substantially similar to tissue culture polystyrene (TCPS) plates, which present a current gold standard for cell proliferation using culture flasks or cell stacks. The main features to be measured are post-expansion features including cell growth rate, cell re-attachment efficiency on the membrane, and morphological control, phenotype and differentiation potential. Such membranes should be suitable for being produced in a variety of geometries, such as flat sheet membranes or hollow fiber membranes.

본 발명은 구체적으로 예를 들면 다양한 유형의 유착 세포를 배양, 성장, 저장 및/또는 증식시키는데 사용될 수 있는 멤브레인에 관한 것이다. 본 발명의 문맥에서, 표현 "세포 배양" 또는 "세포를 배양하는(세포의 배양)"은 그러한 모든 용도, 즉 상이한 유형 세포의 유착, 유지, 성장, 증식, 분화, 분자 생물학적 변형(예를 들면, 트랜스펙션) 및/또는 저장을 포함한다. The present invention relates specifically to membranes that can be used, for example, in culturing, growing, storing and / or propagating various types of cohesive cells. In the context of the present invention, the expression "cell culturing" or "culturing of cells (culturing of cells)" (cultivation of cells) is intended to encompass all such uses, i.e., adhesion, retention, growth, proliferation, differentiation, , Transfection) and / or storage.

생체내 대부분 세포와 같이, 수 많은 세포는 유착 세포 또는 부착 의존성 세포(anchorage dependent cell)이다. 즉, 그 세포는 단지 표면 또는 기질에 부착되어 있기만 하면 대사 또는 분할할 수 있다. 단지 순환계의 세포(예를 들면, 림프구 및 적혈구) 및 다른 세포 유형, 예컨대 조혈 줄기 세포, 간세포, CHO 세포 등은 시험관내에서 용액 중에 비부착 및 부유 상태로 성장한다. 수 많은 부착 의존성 세포는 유리 또는 합성 표면 상에서 성장할 수 있지만, 이러한 세포는 종종 분화하고 호르몬에 반응하는 그 능력을 상실하기도 한다. 세포 형태의 상실은 기능의 상실을 필히 수반할 뿐만 아니라 장기간 배양 시스템에서 재생력을 방해한다. 그러나, 장기간 배양, 예를 들면 조직 배양을 위한 인간 세포의 사용에 의한 것은 매우 중요하며, 그리고 수 많은 세포는 임의의 분량으로도 이용가능하지 않다. 이러한 이유로, 그러한 조직 배양 접시는 종종 세포외 기질 성분, 예컨대 콜라겐 또는 피브로넥틴에 의해 코팅된다. 그러나, 이종 인자(xenogenic factor)의 사용은, 특히 세포 자체 또는 기질 상의 세포가 인간의 의학적 치료에 사용된되는 경우, 명백한 단점이 되는데, 그것이 오염 위험을 야기하여 결과적으로 치료 중인 환자에서 유해 반응을 초래할 수 있기 때문이다.Like most cells in vivo, many cells are adherent cells or anchorage dependent cells. That is, the cells can metabolize or divide only as long as they are attached to the surface or substrate. Cells of the circulatory system (e.g., lymphocytes and red blood cells) and other cell types such as hematopoietic stem cells, hepatocytes, CHO cells, etc., grow in an unattached and floating state in solution in vitro. While many adherence-dependent cells can grow on free or synthetic surfaces, these cells often lose their ability to differentiate and respond to hormones. Loss of cell morphology not only necessitates loss of function, but also interferes with regeneration in long-term culture systems. However, it is very important to use human cells for long-term culture, for example tissue culture, and many cells are not available in any quantity. For this reason, such tissue culture dishes are often coated with extracellular matrix components, such as collagen or fibronectin. However, the use of xenogenic factors, particularly when cells on the cell itself or on the substrate are used for medical treatment in humans, is a distinct disadvantage, which leads to a risk of contamination and consequently to adverse reactions in the patient under treatment It is because.

세포가 그러한 표면 상에 성장하거나 그 능력을 유지하지 못하는 것은, 예를들면 현행 조직 배양 기법의 주요 제한이 된다. 조직 배양액은 인간 내로의 이식에 사용될 수 있는 조직 및 기관의 잠재적 공급원이다. 예를 들면, 조직 배양된 피부 세포는 잠재적으로 피부 이식편에 사용될 수 있다. 이 목적은, 예를 들면 새로운 조직 성장의 적당한 배향 및 방향을 위해 재생할 수 있는 신체 능력에 의존적인 비세포 기질의 사용에 의해, 또는 세포가 유착된 기질 또는 멤브레인의 사용에 의해, 정상 기능을 복원 및 유지할 수 있는 생물학적 치환체를 개발하기 위한 것이다(Atala(2006) : Recent developments in tissue engineering and regenerative medicine. Curr . Opin . Pediatr . 16, 167-171). 세포는 또한 캐리어 또는 단독에 의한 주입을 통해 요법에 사용될 수 있다. 이러한 경우, 세포는 배양액 중에서 증식되고, 지지체 기질에 부착되며, 그리고 이어서 증식후 호스트 내로 재이식되는 것이 필요하다. 현재 수의학적 치료 용도가 이용가능하고, 세포 배양에 멤브레인의 추가적 용도를 나타낼 수 있다. The failure of a cell to grow on its surface or maintain its ability is a major limitation of current tissue culture techniques, for example. Tissue culture fluids are potential sources of tissues and organs that can be used for transplantation into humans. For example, tissue cultured skin cells can potentially be used in skin grafts. This objective may be achieved, for example, by the use of a non-cellular substrate that is dependent on the ability of the body to regenerate for proper orientation and orientation of new tissue growth, or by the use of a cell- and is intended to develop biological substituents can be maintained (Atala (2006):.. .. Recent developments in tissue engineering and regenerative medicine Curr Opin Pediatr 16, 167-171). Cells can also be used for therapy via infusion with carriers or alone. In this case, the cells need to be propagated in the culture medium, attached to the support substrate, and then re-implanted into the host after proliferation. Currently veterinary therapeutic applications are available and may represent additional uses for membranes in cell culture.

세포, 특히 유착 세포를 배양할 수 있는 능력이 또한 중요하며, 왜냐하면 세포는 다량의 바이오 생성물, 예컨대 성장 인자, 항체 및 바이러스를 생산할 수 있는 생물학적 "공장"을 나타내기 때문이다.   The ability to cultivate cells, particularly adherent cells, is also important because the cells represent biological "factories" capable of producing large amounts of bioproducts such as growth factors, antibodies and viruses.

추가적으로, 세포 배양은 약학 및 생명 과학 산업의 분야에서 생체적합성 및 독성학 연구를 위한 도구로서 출현되고 있다. In addition, cell culture has emerged as a tool for biocompatibility and toxicology research in the pharmaceutical and life sciences industries.

최종적으로, 조직 배양은 일반적으로 단지 하나 또는 소수의 조직 또는 기관으로부터 유래된 세포를 포함한다. 결과적으로, 세포 배양은 전체 유기체를 사용하여 연구하는 복잡함이 없이 개별 세포 유형의 특성을 연구하는 시스템을 과학자에게 제공한다. Finally, tissue culture generally includes cells derived from only one or a few tissues or organs. As a result, cell culture provides scientists with a system for studying the characteristics of individual cell types without the complexity of studying using whole organisms.

유착 세포를 배양하기 위한 공지된 방법은 중공 섬유 멤브레인 생물반응기를 포함한다. 이 시스템에서, 세포는 일반적으로 원통형 중공 섬유 멤브레인의 내강에 부착된다. 배양 배지 및 산소는 그 원통형 중공 섬유 멤브레인의 중심을 통해 유동한다. 멤브레인의 분자량 컷-오프는 세포가 배출되는 것을 허용하는 일 없이 영양성분 및 산소가 세포에 도달하는 것을 허용한다. Known methods for culturing adherent cells include hollow fiber membrane bioreactors. In this system, the cells are generally attached to the lumen of a cylindrical hollow fiber membrane. The culture medium and oxygen flow through the center of the cylindrical hollow fiber membrane. The molecular weight cut-off of the membrane allows the nutrients and oxygen to reach the cells without allowing the cells to exit.

다양한 중합체가 세포 및 조직 배양을 위한 반투과성 멤브레인을 제조하는데 제안되어 오고 있다(US 2007/269489). 그 중합체로는 폴리알기네이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리우레탄 이소시아네이트, 셀룰로즈 아세테이트, 셀룰로즈 디아세테이트, 셀룰로즈 트리아세테이트, 셀룰로즈 니트레이트, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리비닐 알콜, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아미드, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌 옥사이드 및 이러한 중합체들의 조합이 포함된다. 중합체 지지체는 또한 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리카르보네이트로 구성될 수 있다. 예를 들면, 이식가능한 조직 물질을 위한 스캐폴드로서 제안되어 있는 추가 물질로는 셀룰로즈 또는 매크로다공성 콜라겐 캐리어 또는 생분해가능한 기질이 있다. A variety of polymers have been proposed for making semipermeable membranes for cell and tissue culture (US 2007/269489). The polymer may be selected from the group consisting of polylaurates, polyvinyl chloride, polyvinylidene fluoride, polyurethane isocyanate, cellulose acetate, cellulose diacetate, cellulose triacetate, cellulose nitrate, polysulfone, polyethersulfone, polystyrene, polyurethane, poly Vinyl alcohol, polyacrylonitrile, polyamide, polymethylmethacrylate, polytetrafluoroethylene, polyethylene oxide, and combinations of these polymers. The polymeric support may also be composed of polyethylene terephthalate (PET) or polycarbonate. For example, additional materials that have been proposed as scaffolds for implantable tissue materials include celluloses or macroporous collagen carriers or biodegradable substrates.

WO 93/00439 Al에는 세포가 자극되어 활성 인자를 분비하는 생체적합성의 반투과성 멤브레인 내에 세포 배양액을 유지하는 공정이 기술되어 있다. 그 사용된 반투과성 멤브레인은 외부 환경에 존재하는 유해 약물이 배양액에 대한 엑서스를 얻는 것을 배제하면서 그 멤브레인을 통과하는 활성 인자의 확산을 허용한다. 그 기술된 멤브레인은 관형 형상을 가지며, 그리고 150 kDa 이하의 분자량을 갖는 분자의 확산을 가능하게 하는 것으로 언급되어 있다. 상기 멤브레인에 대하여 제안된 물질은 아크릴 공중합체, 폴리비닐클로라이드, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리메타크릴레이트, 폴리설폰, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리우레탄-이소시아네이트, 폴리알기네이트, 셀룰로즈 아세테이트, 폴리설폰, 폴리비닐 알콜, 폴리아크릴로니트릴, 폴리에틸렌 옥사이드, 및 이들의 유도체 및 혼합물이 있다. 그러한 멤브레인을 제조하는데 임의의 조사를 사용하는 것은 기술되어 있지 않다. 개시내용에서 그 멤브레인은 세포 유착을 위한 기질로서 작용을 해야하는데 사실 그렇지 못하다.WO 93/00439 A1 describes a process for maintaining a cell culture medium in a biocompatible semipermeable membrane in which cells are stimulated to secrete an activating factor. The semipermeable membrane used allows the diffusion of the active agent through the membrane while excluding the harmful drug present in the external environment from obtaining access to the culture medium. The membranes described have a tubular shape and are said to enable the diffusion of molecules with molecular weights below 150 kDa. The materials proposed for the membrane are acrylic copolymers, polyvinyl chloride, polystyrene, polyurethane, polyamide, polymethacrylate, polysulfone, polyacrylate, polyvinylidene fluoride, polyurethane-isocyanate, polyallylate , Cellulose acetate, polysulfone, polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, polyethylene oxide, and derivatives and mixtures thereof. The use of any irradiation to produce such membranes is not described. In the context of the disclosure, the membrane should act as a substrate for cell adhesion, but in fact it is not.

WO 90/11820 A2에는 시험관내 세포 성장에 사용 가능한 표면을 지닌 평평한 멤브레인 또는 생체내 인공 임플란트가 개시되어 있다. 그 멤브레인은 0.1 내지 100 마이크론 범위의 소공 크기를 지닌 다공성인 것으로서 그리고 중간 층 내에 핑거 유사 구성을 갖는 것으로서 기술되어 있다. 그 멤브레인은 소수성 중합체 및 친수성 중합체를 포함한다. 소수성 중합체에 대하여 주어진 예는 폴리설폰, 폴리아미드, 폴리에테르설폰, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 바람직하게는 폴리에테르 우레탄, 및 이들의 공중합체를 포함한다. 상기 참고 문헌은 그 멤브레인이 세포를 유착 및 배양하는데 사용될 수 있는지의 여부에 관해서는 보고되어 있지 않다. 임의의 조사 기법의 이용은 기술되어 있지 않다.WO 90/11820 A2 discloses flat membranes or in vivo artificial implants with surfaces that can be used for in vitro cell growth. The membrane is described as being porous with a pore size in the range of 0.1 to 100 microns and having a finger-like configuration within the intermediate layer. The membrane comprises a hydrophobic polymer and a hydrophilic polymer. Examples given for hydrophobic polymers include polysulfones, polyamides, polyethersulfones, polyesters, polycarbonates, preferably polyetherurethanes, and copolymers thereof. The reference does not disclose whether the membrane can be used to coalesce and culture cells. The use of any survey technique is not described.

유착 세포의 배양을 위한 기질로서 사용될 수 있는 멤브레인 조성물을 식별하는 문제와는 별도로, 해당 기술 분야에 현행 공지된 멤브레인은 상기 멤브레인 또는 기질의 전처리 없이 유착, 증식, 분화 및 장기간 수명을 충분히 촉진 및 유지할 수 없는 그의 무능력으로부터, 또는 예를 들면 피브로넥틴, 라미닌 또는 콜라겐과 같은 외이성 인자의 첨가로부터 어려움을 겪고 있다. Apart from the problem of identifying membrane compositions that can be used as substrates for incubation of cohesive cells, currently known membranes in the art are capable of sufficiently promoting and maintaining adhesion, proliferation, differentiation and prolonged shelf life without pretreatment of the membranes or substrates Or from the addition of exogenous factors such as, for example, fibronectin, laminin or collagen.

예를 들면, 문헌[Fissell(2006), Expert Rev . Med . Devices 3(2), 155]에는 합성 폴리설폰계 중공 섬유 멤브레인에 신장 세뇨관 세포를 유착시키는 것을 기초로 하는 인공 신장의 개발에 관한 성과가 개관되어 있다. 이러한 경우, 멤브레인은 세포의 부착을 촉진하기 위해서 ProNectin-L™으로 코팅되어야 한다.See, for example, Fissell (2006), Expert Rev. Med . Devices 3 (2) , 155] outline the achievements in the development of artificial kidneys based on adhesion of renal tubular cells to synthetic polysulfone hollow fiber membranes. In this case, the membrane should be coated with ProNectin-L ™ to promote cell attachment.

US-A 6,150,164 및 US-A 6,942,879 둘 다는 중공 섬유 내로 시딩되어 있는, 예를 들면 내피 세포 또는 일명 신장 줄기 세포와 같은 신장 세포를 기초로 한 생체인공 신장(biooartificial kidney)에 대한 정교한 방식이 제시되어 있다. 유용한 것으로 언급되어 있는 중공 섬유 멤브레인은 셀룰로즈, 폴리아크릴로니트릴, 폴리설폰 및 다른 성분 또는 이들의 공중합체를 기초로 한다. 중공 섬유의 내부 표면 및 외부 표면은 유형 I 콜라겐, 유형 IV 콜라겐, 라미닌, 마트리겔, 프로테오글리칸, 피브로넥틴 및 이들의 조합을 비롯한 적합한 세포외 기질 성분(EMC: extracellular matrix component)으로 예비 코팅되어 있다. 그러한 처리후에만 세포를 시딩할 수 있다.Both of US-A 6,150,164 and US-A 6,942,879 disclose a sophisticated approach to bio-artificial kidneys based on kidney cells, for example endothelial cells or so-called kidney stem cells, which are seeded into hollow fibers have. Hollow fiber membranes which are said to be useful are based on cellulose, polyacrylonitrile, polysulfone and other components or copolymers thereof. The inner and outer surfaces of the hollow fibers are precoated with a suitable extracellular matrix component (EMC), including Type I collagen, type IV collagen, laminin, matrigel, proteoglycan, fibronectin and combinations thereof. Cells can be seeded only after such treatment.

합성 멤브레인의 특정 성분, 예컨대 PVP 등을 가교결합시키기 위해서 또는 합성 멤브레인을 멸균시키기 위해서 합성 멤브레인, 예컨대 폴리설폰계 멤브레인을 감마-조사로 처리하는 절차는 공지되어 있다. 방사선 선량은 일반적으로 10 내지 50 kGy 범위, 바람직하게는 20 내지 35 kGy 범위에 있다(예를 들면, US 6,960,297 B2 또는 US-A 6,103,117 참조). 보다 높은 선량은 멤브레인의 열화를 최소화하기 위해서 회피된다. 또한, 상기 공지된 공정은 일반적으로 동일한 이유, 즉 공격적인 산소 유도체, 예컨대 산소 라디칼 및 H2O2의 형성 및 그 산소 유도체에 의한 멤브레인 열화로 산소의 존재를 생략하는 방식으로 디자인되어 있다. 감마-조사에 의한 멸균 처리는 일반적으로 수성 조건 하에, 즉 습윤 멤브레인을 사용하여 수행하며, 여기서 용액은 산소를 제거하기 위해서 탈기된다. 건조 조건이 사용되는 경우, 산소는 또한 불활성 가스 대기, 산소 스캐빈저 등을 사용함으로써, 그 시스템으로부터 제거된다.Procedures for treating synthetic membranes, such as polysulfone-based membranes, with a gamma-irradiation process are known for cross-linking certain components of synthetic membranes, such as PVP, or for sterilizing synthetic membranes. The dose of radiation is generally in the range of 10 to 50 kGy, preferably in the range of 20 to 35 kGy (see, for example, US 6,960,297 B2 or US-A 6,103,117). Higher doses are avoided to minimize deterioration of the membrane. In addition, the known processes are generally designed for the same reason, omitting the presence of oxygen due to the formation of aggressive oxygen derivatives such as oxygen radicals and H 2 O 2 and membrane degradation by the oxygen derivatives. Sterilization by gamma-irradiation is generally carried out under aqueous conditions, i.e. using a wet membrane, where the solution is degassed to remove oxygen. When drying conditions are used, oxygen is also removed from the system by using an inert gas atmosphere, an oxygen scavenger, or the like.

추가로, 선행 기술의 상기 멤브레인 및 공정의 명백한 목적은 투석 처리에 일반적으로 사용되는 멤브레인에 대한 세포의 유착을 회피하거나 최소화하기 위한 것이다. 이는 세포의 유착 및 성장에 바람직한 표면을 제공하는 것에 중점을 둔 본 발명의 목적과는 상반된다. 따라서, 선행 기술에 기술된 방법은 본 발명의 목적, 즉 세포의 배양에 유용하지 않는 멤브레인을 제공하도록 디자인되어 있다.In addition, the obvious purpose of the membrane and process of the prior art is to avoid or minimize adhesion of the cells to membranes commonly used in dialysis treatments. This contradicts the object of the present invention, which focuses on providing a desirable surface for cell adhesion and growth. Thus, the methods described in the prior art are designed to provide a membrane that is not useful for the purposes of the present invention, i. E., The cultivation of cells.

EP 1 795 254 Al에는 폴리설폰계 멤브레인의 형성이 기술되어 있으며, 여기서 멤브레인은 멤브레인 둘레 주위 대기 중의 산소 농도가 0.001 내지 0.1% 이하이고 멤브레인의 수분 함량이 그 중량과 관련하여 0.2 내지 7 중량%인 조건 하에, 방사선, 예컨대 감마선에 노출된다. 이 참고 문헌에서, 보다 높은 산소 농도, 특히 대기의 공기의 사용이 결과적으로 여기된 산소 라디칼을 야기하여 중합체의 주사슬을 파괴하고 중합체를 분해하는 것으로 언급되어 있으며, 그리고 불활성 기체의 대기를, 바람직하게는 또한 산소 스캐빈저의 존재 하에, 갖는 것이 바람직한 것으로 언급되어 있다. 임의의 산소를 절대 배제하는 것이 어렵기 때문에, 상기 언급된 한계치는 가장 높은 산소 수치로서 제시되어 있다. 추가로, EP 1 795 254 Al에는 방사선 선량이, 감마선을 사용하는 경우, 1 내지 50 kGy, 또는 보다 양호하게는 10 내지 30 kGy이 되어야 하는 것으로 주의되어 있다. 보다 낮은 선량은 결과적으로 불충분한 멸균 처리를 야기하고, 반면에 보다 높은 선량은 멤브레인의 성분을 분해한다. 상기 참고 문헌은 세포 배양에 멤브레인을 사용하는 것을 고려하고 있지 않다. EP 1 795 254 A1 describes the formation of a polysulfone based membrane wherein the membrane has an oxygen concentration in the air around the membrane of from 0.001 to 0.1% and a moisture content of the membrane of from 0.2 to 7% by weight Under conditions, it is exposed to radiation, such as gamma rays. In this reference, it is mentioned that the use of a higher oxygen concentration, especially atmospheric air, results in an excited oxygen radical, destroying the main chain of the polymer and decomposing the polymer, and the atmosphere of an inert gas is preferably Has also been mentioned as preferred to have, in the presence of an oxygen scavenger. Since it is difficult to absolutely eliminate any oxygen, the above-mentioned limit value is presented as the highest oxygen value. It is further noted that EP 1 795 254 Al should have a radiation dose of 1 to 50 kGy, or more preferably 10 to 30 kGy, when using gamma radiation. Lower doses result in insufficient sterilization, while higher doses dissolve the components of the membrane. The reference does not consider using membranes for cell culture.

JP 2003/245526에는 또한 습윤(물 충전된) 섬유를 사용하는 일 없이 중공 섬유 멤브레인을 조사하는 방법이 기술되어 있다. 이 방법에서, 수분 함량은 중공 섬유 멤브레인의 중량에 대하여 4% 이상으로 조정된다. 중공 섬유 멤브레인 모듈에서 산소 농도는 0.1 내지 3.6%로 설정된다.JP 2003/245526 also describes a method of irradiating hollow fiber membranes without the use of wet (water filled) fibers. In this method, the moisture content is adjusted to 4% or more based on the weight of the hollow fiber membrane. The oxygen concentration in the hollow fiber membrane module is set at 0.1 to 3.6%.

US 2006/191844에는 탈기된 수성 RO 용액으로 충전하고, 이어서 밀봉함으로써 수행하는 멤브레인 모듈의 처리가 기술되어 있으며, 여기서 이후 그 모듈은 10 내지 60 kGy 감마선에 노출된다. 감마선의 선량이 너무 높을 때, 소수성 중합체, 친수성 중합체 및/또는 하우징이 분해 및 악화될 수 있다. 따라서, 감마선의 선량은 바람직하게는 50 kGy 이하, 특히 30 kGy 이하인 것으로 개시되어 있다. 비탈기된 물이 사용될 때, 물 속에 용해된 산소가 멤브레인의 성분을 산화 및 악화시키게 된다.US 2006/191844 describes the treatment of a membrane module performed by filling with a degassed aqueous RO solution followed by sealing, where the module is then exposed to 10 to 60 kGy gamma radiation. When the dose of the gamma ray is too high, the hydrophobic polymer, the hydrophilic polymer and / or the housing may be degraded and deteriorated. Therefore, the dose of the gamma ray is preferably disclosed to be 50 kGy or less, particularly 30 kGy or less. When sloped water is used, dissolved oxygen in the water oxidizes and aggravates the components of the membrane.

WO 2006/135966 Al에는 감마 방사선을, 임의로 화학 용액 처리 공정과의 조합으로, 사용하여 멤브레인의 친수성 성분, 예를 들면 PVP를 가교결합시키는 방법이 개시되어 있다. 사용된 선량은 1 내지 100 kGy, 바람직하게는 10 내지 50 kGy이다. 이 조사는 건조 또는 습윤 멤브레인에 적용가능한 것으로 언급되어 있다. 그러나, 제시된 예는 습윤 멤브레인 및 35 kGy를 초과하지 않는 선량을 사용한다. 세포 배양에 대한 상기 참고 문헌에 따라 제조된 멤브레인의 용도는 언급되어 있지 않다.WO 2006/135966 A1 discloses a method for crosslinking a hydrophilic component of a membrane, for example PVP, using gamma radiation, optionally in combination with a chemical solution treatment process. The dose used is 1 to 100 kGy, preferably 10 to 50 kGy. This irradiation is said to be applicable to dry or wet membranes. However, the examples presented use a wet membrane and a dose not exceeding 35 kGy. The use of membranes prepared according to the above references for cell culture is not mentioned.

또한, EP 1 439 212 Al에는 감마선에 의한 폴리설폰 및 PVP 계 멤브레인의 조사가 설명되어 있다. 마찬가지로, 그 멤브레인은 습윤 상태에서 조사되고, 여기서 그 멤브레인은 1 중량% 이상의 물을 함유해야 하거나 또는 수 중에 함침되어 있어야 하며, 멤브레인의 임의의 열화를 피하기 위해서 50 kGy를 초과해서는 안된다. 그 조사는 멤브레인 표면에 대한 혈소판의 유착을 감소시키고, 이는 본 발명의 목적, 즉 멤브레인 표면에 대한 세포의 유착과는 대조적인 것이다.EP 1 439 212 Al also describes the irradiation of polysulfone and PVP-based membranes with gamma radiation. Likewise, the membrane is irradiated in the wet state, where the membrane must contain at least 1 wt% water or be immersed in water and should not exceed 50 kGy to avoid any deterioration of the membrane. The irradiation reduces adhesion of the platelets to the membrane surface, which is in contrast to the object of the present invention, namely adhesion of the cells to the membrane surface.

JP 2004/305840에는 스피닝 후 감마선을 사용한 조사에 의해 멸균되는 소수성 중합체 및 친수성 중합체로 구성된 중공 섬유 멤브레인이 기술되어 있다. 조사는 건조되고 저온인 탈산소화 밀폐적 단힌 상태에서 수행한다. 마찬가지로 산소의 배제가 결정적이라는 점을 유의하는 것이 중요하다.JP 2004/305840 discloses a hollow fiber membrane composed of a hydrophilic polymer and a hydrophilic polymer which is sterilized by irradiation with a gamma ray after spinning. The irradiation is carried out in a dry, cold, deoxygenated, hermetically sealed state. It is also important to note that the exclusion of oxygen is crucial.

발명의 개요Summary of the Invention

본 발명에는, 제조후 산소의 존재 하에 12.5 내지 175 kGy의 선량으로 베타선 또는 감마선 또는 전자빔에 의해 처리되는 멤브레인이 개시되어 있다. 조사 동안, 그 멤브레인은 건조 또는 습윤 상태로 존재할 수 있고, 공기, 물 또는 수성 용액 각각에 의해 커버될 수 있다. 본 발명은 또한 그러한 멤브레인을 제조하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 임의의 세포외 기질 성분으로 멤브레인을 전처리하거나 예비 코팅할 필요 없이 세포 부착의 촉진에 그리고 세포, 특히 유착 세포의 배양에 멤브레인을 이용하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 문맥에서 바람직한 멤브레인은 PVP 및 임의로 저량의 추가 중합체, 예를 들면 폴리아미드 또는 폴리우레탄 등을 또한 포함하는 폴리설폰계, 폴리에테르설폰계 또는 폴리(아릴)에테르설폰계 합성 멤브레인이다.The present invention discloses a membrane that is treated with beta rays or gamma rays or electron beams at a dose of 12.5-175 kGy in the presence of oxygen after manufacture. During the irradiation, the membrane may be in a dry or wet state and may be covered by air, water or an aqueous solution, respectively. The present invention also relates to a method of making such a membrane. The present invention also relates to a method for promoting cell adhesion and for using the membrane to culture cells, particularly adherent cells, without the need to pre-treat or precoat the membrane with any extracellular matrix components. Preferred membranes in the context of the present invention are polysulfone, polyether sulfone or poly (aryl) ether sulfone based synthetic membranes which also contain PVP and optionally a small amount of additional polymers such as polyamides or polyurethanes.

도면의 간단한 설명Brief Description of Drawings

도 1은 제1 (14일) 및 제2 (7일) 성장기 후 표준 TCPS 상에서 성장된 MSC의 수에 상대적인 다양한 멤브레인 유형 상에 미처리된 골수로부터 성장된 MSC의 수[%]를 도시한 것이다(실험 1). 수평선은 TCPS 수치를 나타낸다. 사용된 약어는 표 I를 참조한다.Figure 1 shows the number [%] of MSCs grown from untreated bone marrow on various membrane types relative to the number of MSCs grown on standard TCPS after the first (14 days) and second (7 days) growth Experiment 1). The horizontal line represents the TCPS value. See Table I for the abbreviations used.

도 2는 제1 (14일) 및 제2 (7일) 성장기 후 표준 TCPS 상에서 성장된 MSC의 수에 상대적인 다양한 멤브레인 유형 상에 미처리된 골수로부터 성장된 MSC의 수[%]를 도시한 것이다(실험 2). 수평선은 TCPS 수치를 나타낸다. 사용된 약어는 표 I을 참조한다.Figure 2 shows the number [%] of MSCs grown from untreated bone marrow on various membrane types relative to the number of MSCs grown on standard TCPS after the first (14 days) and second (7 days) growth Experiment 2). The horizontal line represents the TCPS value. See Table I for abbreviations used.

도 3은 제2 성장기의 5일째 통상적인 TCPS 접시 상에 재-플레이팅된(re-flated) MSC의 형태를 도시한 것이다. 그 MSC는 실시예 10에서 설명된 바와 같이 실험 2로부터 유도된다. 약어는 표 I에 기재되어 있다. (A) VTK 멤브레인, 물-커버됨(water-covered), 0% 아크릴산, 75 kGy. (B) VTK 멤브레인, 물-커버됨, 0.000% 아크릴산, 75 kGy. (C) VTK 멤브레인, 물-커버됨, 0.001% 아크릴산, 75 kGy. (D) VTK 멤브레인, 물-커버됨, 0.01% 아크릴산, 75 kGy. (E) TCPS.(F) VTK 멤브레인, 공기-커버됨(air-covered), 25 kGy. (G) VTK 멤브레인, 공기-커버됨, 75 kGy.(H) VTK 멤브레인, 미처리됨. (J) VTK 멤브레인 + FN 코팅.Figure 3 shows the form of the re-flushed MSC on a typical TCPS dish on the fifth day of the second growing season. The MSC is derived from Experiment 2 as described in Example 10. Abbreviations are given in Table I. (A) VTK membrane, water-covered, 0% acrylic acid, 75 kGy. (B) VTK membrane, water-covered, 0.000% acrylic acid, 75 kGy. (C) VTK membrane, water-covered, 0.001% acrylic acid, 75 kGy. (D) VTK membrane, water-covered, 0.01% acrylic acid, 75 kGy. (E) TCPS. (F) VTK membrane, air-covered, 25 kGy. (G) VTK membrane, air-covered, 75 kGy. (H) VTK membrane, untreated. (J) VTK membrane + FN coating.

도 4는 제1 (9일) 및 제2 (7일) 성장기 후 표준 TCPS 상에 성장된 MSC의 수에 상대적인 다양한 멤브레인 유형 상에 예비 선택된 MSC로부터 성장된 MSC의 수[%]를 도시한 것이다(실험 1). 수평선은 TCPS 수치를 나타낸다. 사용된 약어는 표 II 및 실시예 11을 참조한다.Figure 4 shows the number [%] of MSCs grown from preselected MSCs on various membrane types relative to the number of MSCs grown on standard TCPS after the first (9 days) and second (7 days) growth (Experiment 1). The horizontal line represents the TCPS value. The abbreviations used refer to Table II and Example 11.

도 5는 제1 (10일) 및 제2 (11일) 성장기 후 표준 TCPS 상에 성장된 MSC의 수에 상대적인 다양한 멤브레인 유형 상에 예비 선택된 MSC로부터 성장된 MSC의 수[%]를 도시한 것이다(실험 2). 수평선은 TCPS 수치를 나타낸다. 사용된 약어는 표 II 및 실시예 11을 참조한다.Figure 5 shows the number [%] of MSCs grown from pre-selected MSCs on various membrane types relative to the number of MSCs grown on standard TCPS after the first (10 days) and second (11 days) growth (Experiment 2). The horizontal line represents the TCPS value. The abbreviations used refer to Table II and Example 11.

도 6은 직접 감마선 조사되는 멤브레인과 감마선 조사 전에 스팀 멸균된 멤브레인의 비교를 도시한 것이다. 실시예 12에서 설명된 바와 같은 실험은 표준 TCPS 표면에 유착하는 MSC의 수에 상대적인 주어진 멤브레인의 표면에 유착하는 MSC의 수[%]에 관한 것이다. 수평선은 TCPS 수치를 도시한 것이다.Figure 6 shows a comparison of a direct gamma irradiated membrane and a steam sterilized membrane prior to gamma irradiation. Experiments as described in Example 12 relate to the number [%] of MSCs that adhere to the surface of a given membrane relative to the number of MSCs that adhere to a standard TCPS surface. The horizontal line shows the TCPS values.

도 7은 제1 (11일) 및 제2 (7일) 성장기 후 표준 TCPS 상에 성장된 MSC의 수에 상대적인, w/o 스팀 및 ETO 멸균과 함께 75 kGy에 의해 조사된 멤브레인 상에 미처리된 골수로부터 성장된 MSC의 수[%]를 도시한 것이다. 수평선은 TCPS 수치를 나타낸다.Figure 7 shows the results of the untreated < RTI ID = 0.0 > untreated < / RTI > cells on irradiated 75 kGy with w / o steam and ETO sterilization, relative to the number of MSCs grown on standard TCPS after the first (11 days) And the number [%] of MSCs grown from bone marrow. The horizontal line represents the TCPS value.

도 8은 본 발명의 멤브레인 상에 성장된 MSC의 성공적인 지방세포형성(adipogenesis)을 도시한 것이다. (A) VTK 멤브레인, 물-커버됨, 0.01% 아크릴산, 75 kGy. (B) VTK 멤브레인, 물-커버됨, 0.01% 알릴아민, 75 kGy. (C) VTK 멤브레인, 물-커버됨, 0.01% 아크릴산 및 0.01% 알릴아민, 25 kGy.Figure 8 illustrates the successful adipogenesis of MSCs grown on the membrane of the present invention. (A) VTK membrane, water-covered, 0.01% acrylic acid, 75 kGy. (B) VTK membrane, water-covered, 0.01% allylamine, 75 kGy. (C) VTK membrane, water-covered, 0.01% acrylic acid and 0.01% allylamine, 25 kGy.

도 9는 본 발명의 멤브레인 상에 성장된 MSC의 성공적인 불완전 골형성(osteogenesis)을 도시한 것이다. (A) TCPS 멤브레인(비교). (B) VTK 멤브레인, 물-커버됨, 0.01% 아크릴산, 75 kGy. (C) VTK 멤브레인, 물-커버됨, 0.01% 알릴아민, 75 kGy. (D) VTK 멤브레인, 물-커버됨, 0.01% 아크릴산 + 0.01% 알릴아민, 75 kGy. (E) VTK 멤브레인, 물-커버됨, 0.01% 아크릴산, 25 kGy. (F) VTK 멤브레인, 물-커버됨, 0.5% 아크릴산, 25 kGy.Figure 9 illustrates successful incomplete osteogenesis of MSCs grown on the membrane of the present invention. (A) TCPS membrane (compare). (B) VTK membrane, water-covered, 0.01% acrylic acid, 75 kGy. (C) VTK membrane, water-covered, 0.01% allylamine, 75 kGy. (D) VTK membrane, water-covered, 0.01% acrylic acid + 0.01% allylamine, 75 kGy. (E) VTK membrane, water-covered, 0.01% acrylic acid, 25 kGy. (F) VTK membrane, water-covered, 0.5% acrylic acid, 25 kGy.

도 10은 TCPS와 비교시 25 kGy(공기-커버됨) 또는 75 kGy(물-커버됨)에 의해 조사된 VTK 멤브레인 상에 인간 피부 섬유아세포(NHDF)의 단기간 세포 배양의 결과를 도시한 것이다. 좌측 컬럼은 TCS 상의 세포 수에 상대적인 1일 후 NHDF 세포의 수를 도시한 것이고, 즉 그것은 세포 유착의 효율을 도시한 것이다. 우측 컬럼은 TCPS 상의 세포 수에 상대적인 5일 후 NHDF 세포의 수를 도시한 것이고, 즉 그것은 세포 증식의 효율을 도시한 것이다.Figure 10 shows the results of short-term cell culture of human dermal fibroblast (NHDF) on VTK membranes irradiated by 25 kGy (air-covered) or 75 kGy (water-covered) compared to TCPS. The left column shows the number of NHDF cells after one day relative to the number of cells on the TCS, that is, the efficiency of cell adhesion. The right column shows the number of NHDF cells after 5 days relative to the number of cells on TCPS, i.e., it shows the efficiency of cell proliferation.

도 11은 TCPS와 비교시 25 kGy(공기-커버됨) 또는 75 kGy(물-커버됨)에 의해 조사된 VTK 멤브레인 상의 인간 간암 세포(hepatocarcinoma cell)(HepG2)의 단기간 세포 배양의 결과를 도시한 것이다. 좌측 컬럼은 TCPS 상의 세포 수에 상대적인 1일 후 HepG2 세포의 수를 도시한 것이고, 즉 그것은 세포 유착의 효율을 도시한 것이다. 우측 컬럼은 TCPS 상의 세포 수에 상대적인 5일 후 HepG2 세포의 수를 도시한 것이고, 즉 그것은 세포 증식의 효율을 도시한 것이다. 본 발명에 따른 멤브레인은 TCPS 표면보다 매우 우수한 세포 유착 및 증식을 나타낸다.Figure 11 shows the results of short-term cell culture of human hepatocarcinoma cells (HepG2) on VTK membranes irradiated by 25 kGy (air-covered) or 75 kGy (water-covered) as compared to TCPS will be. The left column shows the number of HepG2 cells after one day relative to the number of cells on the TCPS, that is, the efficiency of cell adhesion. The right column shows the number of HepG2 cells after 5 days relative to the number of cells on the TCPS, that is, it shows the efficiency of cell proliferation. The membrane according to the present invention exhibits much better cell adhesion and proliferation than the TCPS surface.

도 12는 TCPS와 비교시 25 kGy(공기-커버됨) 또는 75 kGy(물-커버됨)에 의해 조사된 VTK 멤브레인 상의 인간 신장 상피 세포(HK-2)의 단기간 세포 배양의 결과를 도시한 것이다. 좌측 컬럼은 TCPS 상의 세포 수에 상대적인 1일 후 HK-2 세포의 수를 도시한 것이고, 즉 그것은 세포 유착의 효율을 도시한 것이다. 우측 컬럼은 TCPS 상의 세포 수에 상대적인 5일 후 HK-2 세포의 수를 도시한 것이고, 즉 그것은 세포 증식의 효율을 도시한 것이다.Figure 12 shows the results of short-term cell culture of human kidney epithelial cells (HK-2) on VTK membranes irradiated by 25 kGy (air-covered) or 75 kGy (water-covered) . The left column shows the number of HK-2 cells after 1 day relative to the number of cells on the TCPS, that is, the efficiency of cell adhesion. The right column shows the number of HK-2 cells after 5 days relative to the number of cells on the TCPS, that is, it shows the efficiency of cell proliferation.

도 13은 TCPS와 비교시 25 kGy(공기-커버됨) 또는 75 kGy(물-커버됨)에 의해 조사된 VTK 멤브레인 상의 개 상피 세포(MDCK)의 단기간 세포 배양의 결과를 도시한 것이다. 좌측 컬럼은 TCPS 상의 세포 수에 상대적인 1일 후 MDCK 세포의 수를 도시한 것이고, 즉 그것은 세포 유착의 효율을 도시한 것이다. 우측 컬럼은 TCPS 상의 세포 수에 상대적인 5일 후 MDCK 세포의 수를 도시한 것이고, 즉 그것은 세포 증식의 효율을 도시한 것이다.Figure 13 shows the results of short-term cell culture of canine epithelial cells (MDCK) on VTK membranes irradiated by 25 kGy (air-covered) or 75 kGy (water-covered) compared to TCPS. The left column shows the number of MDCK cells after one day relative to the number of cells on the TCPS, i.e., the efficiency of cell adhesion. The right column shows the number of MDCK cells after 5 days relative to the number of cells on TCPS, i.e., it shows the efficiency of cell proliferation.

도 14는 표준 플라스크 배양과 비교된 본 발명에 따른 멤브레인을 기초로 한 생물반응기에서 세포의 배가 시간 비율을 도시한 것이다(실시예 15 참조). 그 배가 시간은 주어진 생물반응기에서 세포의 배가 시간/ 대조군 플라스크에서 세포의 배가 시간을 의미한다. Figure 14 shows the cell doubling time ratios in a membrane-based bioreactor according to the invention compared to standard flask cultures (see Example 15). The doubling time means the doubling time of the cells in a given bioreactor / doubling time of the cells in the control flask.

도 15는 미처리된 골수로부터 배양된 MSC의 생존 능력을 도시한 것이다. 그 수집된 세포의 생존 능력은 시험된 모든 생물반응기에 대하여 90% 이상이다. Figure 15 shows the viability of MSCs cultured from untreated bone marrow. The viability of the collected cells is over 90% for all bioreactors tested.

도 16은 본 발명에 따른 생물반응기로부터 수집된 세포의 표현형을 도시한 것이다. MSC는 미처리된 골수로부터 배양된다. 알 수 있는 바와 같이, VTK 물-충전된 생물반응기(75 kGy)에서 증식된 세포는 CD45 및 HLA-DR에 대하여 비교적 높은 값을 나타내었다. 다른 모든 생물반응기로부터 수집된 세포는 CD34, CD45, CD73, CD90, CD105 및 HLA-DR에 관하여 예상된 MSC의 표현형을 나타낸다.Figure 16 shows the phenotype of cells collected from a bioreactor according to the present invention. MSCs are cultured from untreated bone marrow. As can be seen, cells grown in VTK water-filled bioreactors (75 kGy) showed relatively high values for CD45 and HLA-DR. Cells collected from all other bioreactors represent the predicted MSC phenotype for CD34, CD45, CD73, CD90, CD105 and HLA-DR.

도 17은 제1 (10일) 및 제2 (11일) 성장기 후 표준 TCPS 상에 성장된 MSC의 수에 상대적인 다양한 멤브레인 유형 상에 예비 선택된 MSC로부터 성장된 MSC의 수[%]를 도시한 것이다. 그 결과는 멤브레인의 세포 증식 특성에 미치는 감마 선량의 효과를 나타낸다. 수평선은 TCPS 수치를 나타낸다. Figure 17 shows the number [%] of MSCs grown from pre-selected MSCs on various membrane types relative to the number of MSCs grown on standard TCPS after the first (10 days) and second (11 days) growth . The results show the effect of gamma dose on the cell proliferation characteristics of the membrane. The horizontal line represents the TCPS value.

발명의 상세한 설명DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

본 발명의 목적은, 건조 상태 또는 습윤 상태에서, 산소의 존재 하에 12.5 내지 175 kGy의 선량으로 베타선 또는 감마선 또는 전자빔 조사로 처리되는 중합체 멤브레인에 있다. 그 멤브레인은, 조사 동안, 공기에 의해, 물에 의해 또는 낮은 양의 첨가제를 포함하는 수성 용액에 의해 둘러싸일 수 있고, 그 공기에서 산소는 조사 동안 4 내지 100 부피%, 예를 들면 5 부피% 내지 30 부피% 또는 15 부피% 내지 25 부피%의 농도로 존재한다.The object of the present invention is a polymer membrane which is treated in a dry or wet state with a dose of 12.5-175 kGy in the presence of oxygen by beta ray or gamma radiation or electron beam irradiation. The membrane may be surrounded by water, by water, or by an aqueous solution comprising a low amount of additive during irradiation, wherein oxygen in the air is present in the range of 4 to 100 vol%, such as 5 vol% To 30% by volume or from 15% by volume to 25% by volume.

그 중합체 멤브레인은 소수성 또는 친수성 중합체 또는 둘 다를 포함한다. 하나의 실시양태에서, 멤브레인은 하나 이상의 친수성 중합체와 하나 이상의 소수성 중합체의 블렌드를 포함한다. 다른 실시양태에서, 멤브레인은 친수성 공중합체를 포함한다. 또다른 실시양태에서, 멤브레인은 친수성 공중합체 및 소수성 중합체를 포함한다. 다른 실시양태에서, 멤브레인은 친수성 단독중합체를 포함한다. 추가의 실시양태에서, 멤브레인은 친수성 단독중합체 및 소수성 중합체를 포함한다.The polymeric membrane comprises a hydrophobic or hydrophilic polymer, or both. In one embodiment, the membrane comprises a blend of one or more hydrophilic polymers and one or more hydrophobic polymers. In another embodiment, the membrane comprises a hydrophilic copolymer. In another embodiment, the membrane comprises a hydrophilic copolymer and a hydrophobic polymer. In another embodiment, the membrane comprises a hydrophilic homopolymer. In a further embodiment, the membrane comprises a hydrophilic homopolymer and a hydrophobic polymer.

본 발명의 하나의 실시양태에서, 멤브레인을 제조하는데 사용된 중합체는 중합체 용액 중의 소수성 중합체의 분율이 5 내지 20 중량%이고 친수성 중합체의 분율이 2 내지 13 중량%이도록 하는 양으로 소수성 중합체 및 친수성 중합체를 포함한다. In one embodiment of the present invention, the polymer used to prepare the membrane has a hydrophobic polymer and a hydrophilic polymer in an amount such that the fraction of hydrophobic polymer in the polymer solution is 5 to 20 wt% and the fraction of hydrophilic polymer is 2 to 13 wt% .

구체적인 실시양태에서, 멤브레인은 제1 소수성 중합체 성분, 제2 친수성 중합체 성분, 및 임의로 제3 소수성 중합체 성분을 포함한다. In a specific embodiment, the membrane comprises a first hydrophobic polymer component, a second hydrophilic polymer component, and optionally a third hydrophobic polymer component.

상기 제1 소수성 중합체는 폴리아미드(PA), 폴리아르아미드(PAA), 폴리(아릴)에테르설폰(PAES), 폴리에테르설폰(PES), 폴리설폰(PSU), 폴리아릴설폰(PASU), 폴리카르보네이트(PC), 폴리에테르, 폴리우레탄(PUR), 폴리에테르이미드 및 상기 중합체들의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 상기 제2 친수성 중합체는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 폴리글리콜 모노에스테르, 수용성 셀룰로즈계 유도체, 폴리소르베이트 및 폴리에틸렌옥사이드-폴프로필렌옥사이드 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 상기 제3 소수성 중합체는 폴리아미드(PA), 폴리아르아미드(PAA), 폴리(아릴)에테르설폰(PAES), 폴리에테르설폰(PES), 폴리설폰(PSU), 폴리아릴설폰(PASU), 폴리카르보네이트(PC), 폴리에테르, 폴리우레탄(PUR), 폴리에테르이미드 및 상기 중합체들의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 그 멤브레인은 평평한 시이트 또는 중공 섬유 멤브레인의 형태로 제조할 수 있다.Wherein the first hydrophobic polymer is selected from the group consisting of polyamides (PA), polyaramides (PAA), poly (aryl) ether sulfone (PAES), polyethersulfone (PES), polysulfone (PSU), polyaryl sulfone (PC), polyether, polyurethane (PUR), polyetherimide, and copolymers of the foregoing polymers. Wherein the second hydrophilic polymer is selected from the group consisting of polyvinylpyrrolidone (PVP), polyethylene glycol (PEG), polyglycol monoester, water soluble cellulose derivative, polysorbate and polyethylene oxide-polypropylene oxide copolymer desirable. The third hydrophobic polymer is selected from the group consisting of polyamides (PA), polyaramides (PAA), poly (aryl) ether sulfone (PAES), polyethersulfone (PES), polysulfone (PSU), polyaryl sulfone (PC), polyether, polyurethane (PUR), polyetherimide, and copolymers of the foregoing polymers. The membrane can be made in the form of a flat sheet or hollow fiber membrane.

본 발명의 한 양태에서, 멤브레인은 EMC에 의한 멤브레인의 예비 처리 또는 예비 코팅할 필요가 없이 세포 부착 또는 유착, 세포 성장 및 증식 또는 세포의 저장에 유용할 수 있다. 세포 배양에 임의의 그러한 EMC 없이 멤브레인을 사용하는 이점은, 예를 들면 시간 절약 및 보다 적은 수의 공정 단계의 관점에서 보다 적은 비용, EMC(GMP-컴플라이언스) 또는 멤브레인을 코팅하는데 요구되는 보다 많은 수의 공정 단계에 따라 야기된 오염 위험의 현저한 감소 및 세포 생산을 위한 유의적으로 매우 잘 한정된 물질 및 프로토콜에 있다.In one aspect of the invention, the membrane may be useful for cell attachment or adhesion, cell growth and proliferation, or for storage of cells without the need for pre-treatment or precoating of the membrane by EMC. Advantages of using membranes without any such EMC in cell culture include lower cost, EMC (GMP-Compliance), or the greater number required to coat the membrane, for example in terms of time savings and fewer processing steps Lt; RTI ID = 0.0 > and < / RTI > significantly less well defined materials and protocols for cell production.

물론, 본 발명의 멤브레인을 일반적으로 해당 기술 분야에 공지되어 있는 하나 이상의 EMC로 추가로 예비 처리 또는 예비 코팅하는 것이 가능하다. 특히, 호스트 내로의 재이식을 위해서 세포 또는 조직을 증식 또는 성장시키고자 하는 것이 아닌 용도의 경우, 그러한 예비 처리는 유착 또는 증식의 관점에서 멤브레인의 성능을 더욱더 개선시킬 수 있다. 그러나, 본 발명의 멤브레인을 EMC에 의한 임의의 코팅 없이 사용하는 것이 항상 바람직하다.Of course, it is also possible to pre-treat or precoat the membrane of the present invention with one or more EMCs generally known in the art. In particular, for uses that are not intended to grow or grow cells or tissues for re-implantation into a host, such pretreatment can further improve the performance of the membrane in terms of adhesion or proliferation. However, it is always desirable to use the membrane of the present invention without any coating by EMC.

본 발명의 추가 양태에서, 세포 배양시 성능은 본 발명의 중공 섬유 멤브레인을 제조함으로써 그리고 상기 중공 섬유 멤브레인 또는 이의 다발을 플레이트 배양 기법에 대한 대안으로서 연속적 배양 공정에서 사용함으로써 유의적으로 개선될 수 있다. 연속적 공정 이외에도, 그 중공 섬유 멤브레인은 정적 또는 반연속적 공정에서 사용될 수 있다 In a further aspect of the invention, performance in cell culture can be significantly improved by preparing the hollow fiber membranes of the present invention and by using the hollow fiber membranes or their bundles in a continuous culture process as an alternative to plate culture techniques . In addition to the continuous process, the hollow fiber membrane can be used in a static or semi-continuous process

본 발명의 멤브레인은 중공 섬유 멤브레인의 외부 및 내부에, 멤브레인 전체에 특이적 유착 특성을, 예를 들면 연속적 용도를 위한 중공 섬유 멤브레인의 경우, 제공하는 방식으로 제조될 수 있다.The membranes of the present invention may be prepared in a manner that provides specific adhesion properties to the exterior and interior of hollow fiber membranes, as well as throughout the membrane, for example, for hollow fiber membranes for continuous applications.

본 발명의 추가 양태에서, 멤브레인은 또한 2 이상의 상이한 세포 유형의 세포 공동 배양을 위한 시스템을 제공한다.In a further embodiment of the invention, the membrane also provides a system for cell co-cultivation of two or more different cell types.

본 발명의 추가 양태는 멤브레인이 멤브레인 표면을 임의의 EMC로 예비 코팅할 필요 없이 분화 또는 일체성에 관점에서 최적합한 세포 단일층의 형성을 촉진시킨 것이다. 본 발명의 멤브레인은 전형적인 세포 형태의 보유를 제공하고, 단일층이 용이하게 형성되며, 그리고 단단한 접합이 생성될 수 있다. 본 발명의 문맥에서, 단일층은 세포가 별개로 정상쪽에서만 성장하는 것이 아니라, 모두가 양쪽에서 성장하며, 수 많은 경우 동일 성장 표면 상에서 서로 접촉해 있는 세포의 층을 의미하며, 하지만 이는 그 멤브레인의 모든 잠재적인 용도에 반드시 그런 것이 아니다.A further aspect of the present invention is that the membrane promotes the formation of a most suitable cell monolayer in terms of differentiation or integrity without the need to precoat the membrane surface with any EMC. The membrane of the present invention provides retention of typical cell morphology, a single layer is easily formed, and a tight bond can be produced. In the context of the present invention, a monolayer refers to a layer of cells in which all of the cells are growing on both sides and, in many cases, are in contact with one another on the same growth surface, This is not necessarily the case for all potential uses.

따라서, 본 발명의 멤브레인은, 예를 들면,Therefore, the membrane of the present invention can be used, for example,

(a) 조직 배양 기법에, 즉 생합성 임플란트, 예컨대 생합성 신장 또는 간을 달성하기 위한 것에(또한, Atala(2006) 참조할 수 있음);(a) to tissue culture techniques, i.e. to achieve biosynthetic implants, such as biosynthetic kidneys or liver (also see Atala (2006));

(b) 호스트 내로 재이식되기 전에 시험관 내에서 증식될 필요가 있는, 세포의 주입을 통한 의학 요법에서 사용하기 위한, 예를 들면 MSC, 평활근 세포, 피부 세포, 신경 세포, 전신내 신경교 또는 내피 세포, 또는 부유 세포, 예컨대 조혈 줄기 세포, 제대혈 세포, 신경 줄기 세포 등과 같은 유착 세포를 배양하기 위한 것에, (b) an MSC, a smooth muscle cell, a skin cell, a neuron, a systemic glia or an endothelial cell, for use in medical therapy via injection of a cell, which need to be proliferated in vitro, , Or floating cells, such as hematopoietic stem cells, cord blood cells, neural stem cells, and the like,

(c) 성장 인자, 재조합 단백질, 사이토킨 또는 항체, 예컨대 모노클로날 항체와 같은 바이오 생성물의 생산자로서 작용을 하는 세포를 증식 및 제공하기 위한 것에,(c) for propagating and providing cells that act as producers of growth factors, recombinant proteins, cytokines or bio-products such as antibodies, such as monoclonal antibodies,

(d) 유착 세포의 배양물, 바람직하게는 세포 단일층 배양물을 제조하기 위한 것에, 특이적 세포 유형을 연구하기 위한 것에, 또는 세포에 미치는 임의의 약물, 예를 들면 항암제, 항균제, 안티-바이오틱스, (anti-HIV 바이러스를 비롯한) 항바이러스제 또는 항기생충제의 영향을 연구하기 위한 것에(스크리닝 절차), 또는(d) for culturing adherent cell cultures, preferably for cell monolayer cultures, for studying specific cell types, or for treating any cell mediated drugs, such as anticancer, antimicrobial, anti- (Screening procedures) for studying the effects of biotics, antiviral agents (including anti-HIV viruses) or anti-parasitic agents, or

(e) 시험관내 시스템에서 유착 또는 부유 세포의 배양 증식 또는 저장을 기초로 하거나 그 증식 또는 배양을 필요로 하는 임의의 다른 용도에(e) on any other use that is based on the culture or storage of the adhered or floating cells in an in vitro system or which requires its growth or culture

유리하게 사용될 수 있다.Can be advantageously used.

본 발명의 멤브레인은 의도한 용도의 필요성에 따라 임의의 적합한 기하구조를 가질 수 있으며, 즉 그것은 평평한 시이트, 중공 섬유, 또는 중공 섬유 다발일 수 있거나, 또는 형상화되어 체임버 또는 원하는 다른 기하구조를 형성할 수 있다. 세포 증식을 위한 코어 유닛은 O2 및 CO2의 충분한 교환, 영양분의 공급 및 폐 생성물의 제거를 허용하는 중공 섬유계 멤브레인 시스템인 것이 바람직하다. 그 멤브레인의 표면은 특정한 표면 특징을 통해 소정의 특성을 갖는 세포의 유착 및 증식을 가능하도록 디자인되어 있다. 중공 섬유의 내부에서 세포 배양의 이점은 통상적인 플라스크 또는 세포 스택 배양 방법과 비교시 배양 공정에서 배지 소모의 최소화, 공간 요건의 최소화 및 노동의 최소화를 결과로 형성하는 유리한 표면 대 부피 비율을 기초로 한 점이다. 중공 섬유 구조의 또다른 이점은 균일하게 제어된 흐름 경로이다. The membrane of the present invention may have any suitable geometry depending on the needs of the intended application, i.e. it may be a flat sheet, hollow fiber, or hollow fiber bundle, or may be shaped to form a chamber or other desired geometry . The core unit for cell proliferation is preferably a hollow fiber based membrane system that allows for sufficient exchange of O 2 and CO 2 , supply of nutrients and removal of waste products. The surface of the membrane is designed to enable adhesion and proliferation of cells with certain characteristics through specific surface features. Advantages of cell culture inside hollow fibers are based on advantageous surface-to-volume ratio that results in minimization of media consumption, minimization of space requirements and minimization of labor in culture processes as compared to conventional flasks or cell stack culture methods One point. Another advantage of the hollow fiber structure is the uniformly controlled flow path.

본 발명의 멤브레인은, 예를 들어 US 2003/0203478 Al, US 6,150,164 또는 US 6,942,879에서 설명된 바와 같은 다양한 유형의 세포 증식 또는 세포 배양 장치 또는 시스템에 사용될 수 있다. The membranes of the present invention can be used in various types of cell proliferation or cell culture devices or systems as described, for example, in US 2003/0203478 Al, US 6,150,164 or US 6,942,879.

본 발명의 멤브레인은 일반적으로 유착 세포를 배양하는 데에 유리하게 사용될 수 있다. 유착 세포는, 본 발명의 문맥에서, 유지, 증식, 분화, 저장 등 하고자 하는 기질에 부착하는 세포로서 정의되어 있다. 본 발명의 멤브레인은, 예를 들면 배아 줄기 세포 및 성인 줄기 세포, 특히 간엽 줄기 세포(MSC)를 비롯한 줄기 세포, 섬유아세포, 상피 세포, 간세포, 내피 세포, 근세포, 연골세포 등을 배양하는 데에 사용될 수 있다. The membrane of the present invention can generally be used advantageously to cultivate adherent cells. Adherent cells are defined in the context of the present invention as cells adhering to the substrate to be maintained, proliferated, differentiated, stored, and the like. The membrane of the present invention is useful for culturing embryonic stem cells and adult stem cells, particularly stem cells such as mesenchymal stem cells (MSC), fibroblasts, epithelial cells, hepatocytes, endothelial cells, muscle cells and cartilage cells Can be used.

본 발명의 제1 양태에서, 본 발명의 멤브레인은, 멤브레인을 제조하는데 사용되는 중합체 용액 중의 소수성 중합체의 분율이 5 내지 20 중량%이고 친수성 중합체의 분율이 2 내지 12 중량%이도록 한 양으로 소수성 중합체 및 친수성 중합체를 포함하는 중합체 혼합물로부터 제조된다. 상기 하나 이상의 소수성 중합체는 폴리아미드(PA), 폴리아르아미드(PAA), 폴리아릴에테르설폰(PAES), 폴리에테르설폰(PES), 폴리설폰(PSU), 폴리아릴설폰(PASU), 폴리카르보네이트(PC), 폴리에테르, 폴리우레탄(PUR), 폴리에테르이미드 및 상기 중합체의 공중합체, 바람직하게는 폴리에테르설폰 또는 폴리아릴에테르설폰과 폴리아미드의 혼합물로 이루어진 군으로부터선택되는 것이 바람직하다. 상기 하나 이상의 친수성 중합체는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 폴리글리콜 모노에스테르, 수용성 셀룰로즈 유도체, 폴리소르베이트 및 폴리에틸렌-폴리프로필렌 옥사이드 공중합체, 바람직하게는 폴리비닐피롤리돈으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. In the first aspect of the present invention, the membrane of the present invention has a hydrophobic polymer in an amount such that the fraction of the hydrophobic polymer in the polymer solution used to prepare the membrane is 5 to 20 wt% and the fraction of the hydrophilic polymer is 2 to 12 wt% And a hydrophilic polymer. Wherein the at least one hydrophobic polymer is selected from the group consisting of polyamides (PA), polyaramides (PAA), polyarylether sulfone (PAES), polyethersulfone (PES), polysulfone (PSU), polyaryl sulfone (PC), polyether, polyurethane (PUR), polyetherimide and copolymers of such polymers, preferably polyethersulfone or mixtures of polyarylether sulfone and polyamide. Wherein the at least one hydrophilic polymer is selected from the group consisting of polyvinylpyrrolidone (PVP), polyethylene glycol (PEG), polyglycol monoester, water soluble cellulose derivative, polysorbate and polyethylene-polypropylene oxide copolymer, preferably polyvinylpyrrolidone ≪ / RTI >

본 발명이 문맥에서, 바람직하게 사용될 수 있는 멤브레인은, 그 멤브레인을 제조하기 위한 중합체 용액 중에, 폴리설폰(PS), 폴리에테르설폰(PES) 및 폴리아릴에테르설폰(PASES)으로 이루어진 군으로부터 선택된 제1 중합체 11 내지 19 중량%, 폴리비닐피롤리돈(PVP)과 같은 제2 중합체 0.5 내지 13 중량%, 폴리아미드(PA) 0 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.001 내지 5 중량%, 물 0 내지 7 중량%, 및 N-메틸-2-피롤리돈(NNP), 바람직하게는 N-에틸-2-피롤리돈(NEP), N-옥틸-2-피롤리돈(NOP), 디메틸 아세트아미드, 디메틸 포름아미드(DMF), 디메틸 설폭사이드(DMSO) 및 감마-부티로락톤(GBL)로 이루어진 군으로부터 선택된 용매 100 중량%에 이르는 그 잔량을 포함한다. In the context of the present invention, a membrane that can preferably be used is a membrane which is selected from the group consisting of polysulfone (PS), polyethersulfone (PES) and polyarylether sulfone (PASES) in a polymer solution for making the membrane From 0 to 5% by weight, preferably from 0.001 to 5% by weight of polyamide (PA), from 0 to 30% by weight of water, and from 0 to 5% by weight of a second polymer such as polyvinylpyrrolidone (PVP) (NNP), preferably N-ethyl-2-pyrrolidone (NEP), N-octyl-2-pyrrolidone (NOP), dimethylacetamide Up to 100 wt% of a solvent selected from the group consisting of dimethylformamide (DMF), dimethylsulfoxide (DMSO), and gamma-butyrolactone (GBL).

바람직하게는, 중합체 용액 중의 폴리비닐피롤리돈(PVP)은 폴리비닐피롤리돈의 적어도 2가지 단독중합체로 된 블렌드로 구성되고, 여기서 폴리비닐피롤리돈의 단독중합체 중 하나(= 저분자량 PVP)는 약 10,000 g/mol 내지 100,000 g/mol, 바람직하게는 약 30,000 g/mol 내지 70,000 g/mol의 평균 상대 분자량을 갖고, 폴리비닐피롤리돈의 단독중합체 중 나머지 하나(= 고분자량 PVP)는 약 500,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol, 바람직하게는 약 800,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol의 평균 상대 분자량을 갖는다. 그러한 PVP 단독중합체의 예로는 PVP K85, 약 825,000 Da의 분자량을 갖는 고분자량 PVP 및 PVP K30, 약 66,800 Da의 분자량을 갖는 저분자량 PVP가 있다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 멤브레인을 제조하기 위한 중합체 용액은 0.5 내지 5 중량%의 고분자량 PVP 및 1 내지 8 중량%의 저분자량 PVP를 포함한다.Preferably, the polyvinylpyrrolidone (PVP) in the polymer solution is composed of a blend of at least two homopolymers of polyvinylpyrrolidone, wherein one of the homopolymers of polyvinylpyrrolidone (= low molecular weight PVP ) Has an average relative molecular weight of from about 10,000 g / mol to 100,000 g / mol, preferably from about 30,000 g / mol to 70,000 g / mol, and the remaining one of the homopolymers of polyvinylpyrrolidone (= high molecular weight PVP) Has an average relative molecular weight of about 500,000 g / mol to 2,000,000 g / mol, preferably about 800,000 g / mol to 2,000,000 g / mol. Examples of such PVP homopolymers are PVP K85, high molecular weight PVP having a molecular weight of about 825,000 Da and PVP K30, and low molecular weight PVP having a molecular weight of about 66,800 Da. In a preferred embodiment of the present invention, the polymer solution for making the membrane comprises 0.5 to 5% by weight of high molecular weight PVP and 1 to 8% by weight of low molecular weight PVP.

그러한 멤브레인을 제조하는 방법은, 예를 들면 US-A 4,935,141, US-A 5,891,338 및 EP 1 578 521 Al에 상세히 설명되어 있으며, 이들 모두는 본원에 참고 인용되어 있다. 본 발명에 따라 효과적으로 처리될 수 있는 이러한 유형의 멤브레인에 대한 예로는 Gambro Polyflux™ 멤브레인(폴리아릴에테르설폰/PVP/폴리아미드)(이것은 예를 들면 Polyflux™ L 및 H 시리즈와 같은 상업적 제품으로 현재 사용되고 있음); Arylane™ 멤브레인(폴리(아릴)에테르설폰/PVP); 또는 DIAPES™ 또는 PUREMA™ 멤브레인(폴리(아릴)에테르설폰/PVP) 또는 친수성 중합체와 소수성 중합체의 블렌드, 예를 들면 PVP 및 PES 또는 폴리설폰을 포함하는 블렌드에 기초한 다른 상업적 투석 멤브레인이 있다.Methods for making such membranes are described in detail in, for example, US-A 4,935,141, US-A 5,891,338 and EP 1 578 521 Al, all of which are incorporated herein by reference. Examples of this type of membrane that can be effectively treated in accordance with the present invention include Gambro Polyflux ™ membranes (polyarylether sulfone / PVP / polyamide), which are currently used in commercial products such as Polyflux ™ L and H series has exist); Arylane ™ Membrane (poly (aryl) ether sulfone / PVP); Or other commercial dialysis membranes based on blends of DIAPES (TM) or PUREMA (TM) membranes (poly (aryl) ether sulfone / PVP) or blends of hydrophilic polymers with hydrophobic polymers such as PVP and PES or polysulfone.

본 발명의 제2 양태에서, 본 발명의 멤브레인을 제조하는데 사용된 중합체 용액은 소수성 중합체로서 폴리에테르설폰 또는 폴리설폰 12 내지 15 중량% 및 PVP 5 내지 10 중량%를 포함하고, 여기서 상기 PVP는 저분자량 PVP 성분 및 고분자량 PVP 성분으로 구성된다. 그 스피닝 용액 중에 함유된 전체 PVP는 22 내지 34 중량%, 바람직하게는 25 내지 30 중량%의 고분자량(> 100 kDa) 성분 및 66 내지 78 중량%, 바람직하게는 70 내지 75 중량%의 저분자량(≤ 100 kDa) 성분으로 구성된다. 고분자량 및 저분자량 PVP에 대한 예로는 예를 들면 PVP K85/K90 및 PVP K30이 각각 있다. 본 발명의 공정에 사용된 중합체 용액은 66 내지 86 중량%의 용매 및 1 내지 5 중량%의 적합한 첨가제를 더 포함하는 것이 바람직하다. 적합한 첨가제로는 예를 들면 물, 글리세롤 및/또는 다른 알콜이 있다. 물이 특히 바람직하고, 사용될 때, 1 내지 8 중량%, 바람직하게는 2 내지 5 중량%의 양으로 스피닝 용액 중에 존재한다. 본 발명의 공정에서 사용된 용매는 N-메틸피롤리돈(NMP), 디메틸 아세트아미드(DMAC), 디메틸 설폭사이드(DMSO), 디메틸 포름아미드(DMF), 부티로락톤 및 상기 용매들의 혼합물로부터 선택되는 것이 바람직하다. NMP가 특히 바람직하다. 멤브레인을 제조를 제조하는데 사용되는 중심(center) 유체 또는 보어(bore) 액체는 상기 언급된 용매 중 하나 이상 및 물, 글리세롤 및 다른 알콜로부터 선택된 침전 매질을 포함한다. 가장 바람직하게는, 중심 유체는 45 내지 70 중량%의 침전 매질 및 30 내지 55 중량%의 용매로 구성된다. 바람직하게는, 중심 유체는 51 내지 57 중량%의 물과 43 내지 49 중량%의 NMP로 구성된다.In a second aspect of the invention, the polymer solution used to prepare the membrane of the present invention comprises 12 to 15% by weight of polyethersulfone or polysulfone as hydrophobic polymer and 5 to 10% by weight of PVP, Molecular weight PVP component and high molecular weight PVP component. The total PVP contained in the spinning solution has a high molecular weight (> 100 kDa) component of 22 to 34 wt%, preferably 25 to 30 wt%, and a low molecular weight (≤ 100 kDa) components. Examples of high molecular weight and low molecular weight PVP are, for example, PVP K85 / K90 and PVP K30, respectively. Preferably, the polymer solution used in the process of the present invention further comprises from 66 to 86% by weight of solvent and from 1 to 5% by weight of suitable additives. Suitable additives include, for example, water, glycerol and / or other alcohols. Water is particularly preferred and, when used, is present in the spinning solution in an amount of from 1 to 8% by weight, preferably from 2 to 5% by weight. The solvent used in the process of the present invention is selected from a mixture of N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylacetamide (DMAC), dimethylsulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), butyrolactone, . NMP is particularly preferred. The center fluid or bore liquid used to make the membrane preparation comprises at least one of the above-mentioned solvents and a precipitation medium selected from water, glycerol and other alcohols. Most preferably, the central fluid is comprised of 45 to 70 wt% of precipitation medium and 30 to 55 wt% of solvent. Preferably, the center fluid consists of 51 to 57 wt% water and 43 to 49 wt% NMP.

그러한 멤브레인을 제조하는 방법은 본원에 명백하게 참고 인용되어 있는 유럽 특허 출원 번호 08008229에 상세히 개시되어 있다. 본 발명에 따라 효과적으로 처리될 수 있는 이러한 유형의 멤브레인에 대한 예로는 예를 들면 Gambro Revaclear™ 멤브레인 및 이의 유도체가 있다. 또한, 본 발명의 문맥에서, 예를 들면 Fresenius FX™-부류 멤브레인(Helixone™ membranes) 또는 Optiflux™ 유형 멤브레인과 같은 상업적 제품으로 현재 사용되는 멤브레인 또는 친수성 중합체와 소수성 중합체의 블렌드, 예를 들면 PVP 및 PES 또는 폴리설폰을 포함하는 블렌드를 기초로 한 다른 상업적 투석 멤브레인을 사용하는 것도 가능하다.Methods for making such membranes are described in detail in European Patent Application No. 08008229, which is expressly incorporated herein by reference. Examples of such membranes that can be effectively treated in accordance with the present invention are, for example, Gambro Revaclear ™ membranes and their derivatives. Also, in the context of the present invention, blends of hydrophobic polymers with membranes or hydrophilic polymers currently used in commercial products such as, for example, Fresenius FX ™ -brained membranes (Helixone ™ membranes) or Optiflux ™ -type membranes, It is also possible to use other commercial dialysis membranes based on a blend comprising PES or polysulfone.

본 발명의 제3 양태에서, 본 발명의 멤브레인을 제조하는데 사용된 중합체 용액은 폴리설폰(PS), 폴리에테르설폰(PES) 및 폴리아릴에테르설폰(PAES)으로 이루어진 군으로부터 선택된 제1 중합체 11 내지 19 중량%, 폴리비닐피롤리돈(PVP)과 같은 제2 중합체 0.5 내지 13 중량%, 폴리우레탄(PU) 0.001 내지 20 중량%, 물 0 내지 7 중량%, 및 N-메틸-2-피롤리돈(NMP), N-에틸-2-피롤리돈(NEP), N-옥틸-2-피롤리돈(NOP), 디메틸 아세트아미드, 디메틸 포름아미드(DMF), 디메틸 설폭사이드(DMSO) 및 감마-부티로락톤(GBL)으로 이루어진 군으로부터 선택된 용매 100 중량%에 이르는 잔량을 포함한다. 상기 제1 중합체는 중합체 용액 중에 13 내지 14 중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직하고, 13.6 내지 14 중량%의 양으로 존재하는 것이 특히 바람직하다. 폴리에테르설폰(PES) 및 폴리아릴에테르설폰(PAES)이 본 발명의 멤브레인을 제조하는데 사용되는 것이 바람직하다. 중합체 용액 중의 폴리비닐피롤리돈(PVP)은 폴리비닐피롤리돈의 적어도 2가지 단독중합체로 된 블렌드로 구성되는 것이 바람직하고, 여기서 폴리비닐피롤리돈의 단독중합체의 하나((= 저분자량 PVP)는 약 10,000 g/mol 내지 100,000 g/mol, 바람직하게는 약 30,000 g/mol 내지 70,000 g/mol의 평균 상대 분자량을 갖고, 폴리비닐피롤리돈의 단독중합체의 또다른 하나(= 고분자량 PVP)는 약 500,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol, 바람직하게는 ㅇ야약 800,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol의 평균 상대 분자량을 갖는다. 그러한 단독중합체에 대한 예로는 PVP K85, 약 825,000 Da의 분자량을 갖는 고분자량 PVP, 및 PVP K30, 약 66,800 Da의 분자량을 갖는 저분자량 PVP가 있다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 멤브레인을 제조하기 위한 중합체 용액은 0.5 내지 5 중량%의 고분자량 PVP 및 1 내지 8 중량%의 저분자량 PVP를 포함한다. 스피닝 용액의 물 함량은 바람직하게는 1 내지 5 중량%, 보다 바람직하게는 약 3 중량%이다. 다양한 용매, 예컨대 N-메틸-2-피롤리돈(NMP), N-에틸-2-피롤리돈(NEP), N-옥틸-2-피롤리돈(NOP), 디메틸 아세트아미드, 디메틸 포름아미드(DMF), 디메틸 설폭사이드(DMSO) 또는 감마-부티로락톤(GBL) 및 이들의 혼합물이 본 발명의 멤브레인을 제조하는데 사용될 수 있다. 용매는 중합체 용액의 100 중량%에 이르는 양으로 존재한다. 중합체 용액 중 용매의 함량은 바람직하게는 60 내지 80 중량%, 보다 바람직하게는 67 내지 76.4 중량%이다.In a third aspect of the invention, the polymer solution used to prepare the membrane of the present invention comprises a first polymer 11 selected from the group consisting of polysulfone (PS), polyethersulfone (PES) and polyarylethersulfone (PAES) (PU), 0 to 7% by weight of water, and 1 to 5% by weight of a second polymer such as polyvinyl pyrrolidone (PVP) (NMP), N-ethyl-2-pyrrolidone (NEP), N-octyl-2-pyrrolidone (NOP), dimethylacetamide, dimethylformamide (DMF), dimethylsulfoxide -Butyrolactone (GBL). ≪ / RTI > The first polymer is preferably present in the polymer solution in an amount of 13 to 14% by weight, particularly preferably in an amount of 13.6 to 14% by weight. It is preferred that polyethersulfone (PES) and polyarylethersulfone (PAES) are used to prepare the membrane of the present invention. The polyvinylpyrrolidone (PVP) in the polymer solution is preferably composed of a blend of at least two homopolymers of polyvinylpyrrolidone, wherein one of the homopolymers of polyvinylpyrrolidone (= (low molecular weight PVP ) Has an average relative molecular weight of from about 10,000 g / mol to 100,000 g / mol, preferably from about 30,000 g / mol to 70,000 g / mol, and another one of the homopolymers of polyvinylpyrrolidone (= high molecular weight PVP ) Has an average relative molecular weight of from about 500,000 g / mol to about 2,000,000 g / mol, preferably from about 800,000 g / mol to about 2,000,000 g / mol. Examples of such homopolymers include PVP K85 having a molecular weight of about 825,000 Da And PVP K30, a low molecular weight PVP having a molecular weight of about 66,800 Da. In a preferred embodiment of the present invention, the polymer solution for making the membrane comprises 0.5 to 5% by weight of high molecular weight PVP and 1 to 5% 8 wt% The water content of the spinning solution is preferably 1 to 5% by weight, more preferably about 3% by weight. Various solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N- N-octyl-2-pyrrolidone (NOP), dimethylacetamide, dimethylformamide (DMF), dimethylsulfoxide (DMSO) or gamma-butyrolactone (GBL) And mixtures thereof can be used to prepare the membranes of the present invention The solvent is present in an amount of up to 100% by weight of the polymer solution The content of solvent in the polymer solution is preferably 60 to 80% by weight, Is 67 to 76.4% by weight.

본 발명의 멤브레인은, 예를 들면 평평한 시이트 또는 중공 섬유 기하구조로 제조될 수 있다.The membrane of the present invention can be made, for example, as a flat sheet or hollow fiber geometry.

하나의 실시양태에서, 본 발명의 멤브레인은 비대칭성 구조를 갖는다. 중공 섬유의 경우, 섬유의 내부 면 상에 얇은 분리 층이 존재한다. 본 발명의 멤브레인의 구조 또는 형태는 그 세포 유착 및 증식에 관한 성능에 미치는 유의적인 영향 없이 달리 다양할 수 있다. 멤브레인은, 예를 들면 3-층 구조 또는 스펀지 유사 구조 또는 발포체 유사 구조를 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서, 본 발명의 멤브레인은 세포 유착 면의 평활성 또는 낮은 조도에 의해 추가 특징 지워진다. In one embodiment, the membrane of the present invention has an asymmetric structure. In the case of hollow fibers, there is a thin separation layer on the inner surface of the fibers. The structure or morphology of the membrane of the present invention may be varied without significant effect on the performance of the cell adhesion and proliferation. The membrane may have, for example, a three-layer structure or a sponge-like structure or a foam-like structure. In one embodiment, the membrane of the present invention is further characterized by the smoothness or low roughness of the cell adhesion surface.

하나의 실시양태에서, 본 발명의 멤브레인의 수압 투과율(hydraulic permeability)은 약 0.1ㆍ10-4 cm3 내지 200ㆍ10-4 cm3/(cm2 bar sec), 예를 들면 0.1ㆍ10-4 cm3 내지 10ㆍ10-4 cm3/(cm2 bar sec), 또는 심지어는 0.1ㆍ10-4 cm3 내지 5ㆍ10-4 cm3/(cm2 bar sec)로 다양할 수 있다. 멤브레인 구조에서 결함을 얻는 일 없이 그러한 수압 투과율을 달성하기 위해서, 중합체 용액의 점도는 종공 섬유 제조의 경우 보통 2,500 cP 내지 200,000 cP, 또는 심지어는 10,900 cP 내지 25,600 cP의 범위 내에 있다. 평평한 시이트 멤브레인 제조의 경우, 그 점도는 일반적으로 2,500 cP 내지 500,000 cP, 또는 심지어는 4,500 cP 내지 415,000 cP의 범위 내에 있다.In one embodiment, the hydraulic permeability of the membrane of the present invention (hydraulic permeability) is about 0.1 and 10 -4 cm 3 to 200 and 10 -4 cm 3 / (cm 2 bar sec), for example, 0.1 and 10 -4 cm 3 to 10 10 -4 cm 3 / (cm 2 bar sec), or even 0.1 10 -4 cm 3 to 5 10 -4 cm 3 / (cm 2 bar sec). The viscosity of the polymer solution is usually in the range of 2,500 cP to 200,000 cP, or even 10,900 cP to 25,600 cP for the preparation of the filamentary fibers, in order to achieve such water pressure transmittance without obtaining defects in the membrane structure. For flat sheet membrane fabrication, the viscosity is generally in the range of from 2,500 cP to 500,000 cP, or even 4,500 cP to 415,000 cP.

본 발명의 멤브레인을 제조하는 경우, 중합체는 일정한 온도 및 압력에서 용매 중에 용해된다. 그 중합체 용액의 탈기 공정은 진공(대략 100 mbar)을 생성하는 건조 오븐에서 수행된다. 중합체 용액의 온도는 비교적 넓은 범위에 걸쳐 다양할 수 있다. 실온 내지 60℃의 범위 내에 있는 온도를 선택하는 것이 유리하다.When preparing the membrane of the present invention, the polymer is dissolved in the solvent at a constant temperature and pressure. The degassing process of the polymer solution is carried out in a drying oven producing a vacuum (approximately 100 mbar). The temperature of the polymer solution may vary over a relatively wide range. It is advantageous to select a temperature within the range of room temperature to 60 deg.

평평한 시이트 멤브레인을 제조하는 경우, 최종 중합체 용액은, 특수 코팅 나이프를 사용함으로써, 지지 영역으로서 작용하는 유리 슬라이드와 같은 평활한 표면 상에 균일한 필름으로서 캐스팅된다. 그 중합체 필름을 캐스팅하는 속도는 비교적 넓은 범위에 걸쳐 다양할 수 있다. 10 내지 20 mm/s의 속도가 적당할 수 있다. 예시적인 실험실 규모 공정에서, 중합체 용액은 제일 먼저 주사기를 사용하여 유리 슬라이드 상에 일정하게(steady-going) 도포한다. 기포 발생 없이 작업하는 것 중요하다. 한정된 갭 높이를 지닌 코팅 나이프는 일정 속도로 작용하며, 이는 균일한 중합체 필름을 형성하게 된다. 우수한 두께 분포를 위해서, 균일한 갭을 갖는 코팅 나이프가 바람직하다.When producing a flat sheet membrane, the final polymer solution is cast as a uniform film on a smooth surface, such as a glass slide, that serves as a support area, by using a special coating knife. The rate at which the polymer film is cast may vary over a relatively wide range. A speed of 10 to 20 mm / s may be suitable. In an exemplary lab scale process, the polymer solution is first applied steadily on a glass slide using a syringe. It is important to work without bubbles. Coated knives with limited gap heights act at a constant rate, which results in a uniform polymer film. For an excellent thickness distribution, a coated knife having a uniform gap is preferred.

본 발명의 하나의 실시양태에서, 침전 조는 30 내지 100 중량%의 양, 바람직하게는 56 내지 66 중량%의 양으로 존재하는 H2O 및, 0 내지 70 중량%, 바람직하게는 34 내지 44 중량%의 양으로 존재하는 용매, 예컨대 NMP를 포함한다. 침전 조의 온도는 비교적 넓은 범위에 걸쳐 다양할 수 있다. 0℃ 내지 80℃, 또는 30℃ 내지 50℃의 온도를 적용하는 것이 유리할 수 있다. 침전 시간은 또한 다양할 수 있다. 예로서, 침전 시간은 약 5 분일 수 있다. 침전 조는 H2O 및 용매로 구성되는 것이 바람직하다. 그 침전 조는 30 중량% 내지 100 중량%의 양으로 존재하는 H2O, 및 70 중량% 내지 0 중량%의 양으로 존재하는, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), N-에틸-2-피롤리돈(NEP), N-옥틸-2-피롤리돈(NOP), 디메틸 아세트아미드, 디메틸 포름아미드(DMF), 디메틸 설폭사이드(DMSO) 또는 감마-부티로락톤(GBL) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 용매를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 한 실시양태에서, 침전 조는 56 내지 66 중량%의 양으로 존재하는 H2O, 및 34 내지 44 중량%의 양으로 존재하는 용매를 포함한다. NMP는 본 발명의 문맥에서 특히 적합한 용매이다.In one embodiment of the present invention, the settling vessel comprises H 2 O in an amount of 30 to 100 wt%, preferably 56 to 66 wt%, and 0 to 70 wt%, preferably 34 to 44 wt% %, ≪ / RTI > such as NMP. The temperature of the settling vessel can vary over a relatively wide range. It may be advantageous to apply a temperature of 0 ° C to 80 ° C, or 30 ° C to 50 ° C. The settling time can also vary. As an example, the settling time can be about 5 minutes. The precipitation bath is preferably composed of H 2 O and a solvent. The precipitating bath comprises N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N-ethyl-pyrrolidone (NMP), and mixtures thereof, present in an amount of 30 wt.% To 100 wt.% H 2 O and 70 wt. (NEP), N-octyl-2-pyrrolidone (NOP), dimethylacetamide, dimethylformamide (DMF), dimethylsulfoxide (DMSO), or gamma-butyrolactone And mixtures thereof. In one embodiment of the present invention, the precipitation vessel comprises H 2 O present in an amount of 56 to 66 wt%, and a solvent present in an amount of 34 to 44 wt%. NMP is a particularly suitable solvent in the context of the present invention.

이어서, 침전된 멤브레인은 이 멤브레인이 절단될 때까지 비용매 중에 저장된다. 절단 후, 멤브레인은 세척, 건조 및 멸균된다.The precipitated membrane is then stored in the nonpolymer until the membrane is broken. After cleavage, the membrane is washed, dried and sterilized.

본 발명의 플랫 시이트 멤브레인의 두께는 15 μm 내지 200 μm로 다양할 수 있다. 35 μm 내지 50 μm의 두께가 대부분의 용도에 특히 유리할 수 있다.The thickness of the flat sheet membrane of the present invention may vary from 15 占 퐉 to 200 占 퐉. Thicknesses from 35 μm to 50 μm may be particularly advantageous for most applications.

본 발명의 멤브레인은 또한 중공 섬유 기하구조로 제조될 수 있다. 그러한 중공 섬유 멤브레인을 제조하는 경우, 그 용액은 스피닝 다이를 통하도록 펌핑되고, 액체 중공 섬유가 형성된다. 중심에서 용매 농도는 멤브레인의 내부 면에서 개방 구조를 결과로 형성하게 된다. 가장 작은 소공은 멤브레인의 내부 면에서 직접 형성된다. 사용시, 내부에서 선택적 층이 세포 배지와 직접 접촉하게 된다. The membranes of the present invention may also be fabricated into hollow fiber geometries. When making such hollow fiber membranes, the solution is pumped through a spinning die, and liquid hollow fibers are formed. The solvent concentration at the center results in an open structure at the inner surface of the membrane. The smallest pores are formed directly on the inner surface of the membrane. In use, the optional layer is in direct contact with the cell culture medium.

하나의 실시양태에서, 침전 조는 물로 구성되어 있다. 침전 조의 온도는 넓은 범위에 걸쳐 다양할 수 있지만, 주위 온도 내지 약 40℃가 공정에 유리하게 사용된다. 다이와 침전 조 간의 거리는 0 내지 100 cm, 예를 들면 50 내지 100 cm의 범위 내에 있다. 다이(방적돌기: spinneret) 온도가 또한 다양할 수 있다. 20 내지 80℃의 온도가 사용될 수 있다. 40 내지 50℃의 온도를 적용하는 것이 유리할 수 있다. 스피닝 속도는 5 내지 80 m/min, 예를 들면 11 내지 40 m/min의 범위 내에서 선택될 수 있다.In one embodiment, the settling tank is comprised of water. The temperature of the settling vessel may vary over a wide range, but an ambient temperature to about 40 캜 is advantageously used in the process. The distance between the die and the settling tank is in the range of 0 to 100 cm, for example, 50 to 100 cm. The die (spinneret) temperature can also vary. Temperatures of 20 to 80 占 폚 may be used. It may be advantageous to apply a temperature of 40 to 50 캜. The spinning speed can be selected within the range of 5 to 80 m / min, for example 11 to 40 m / min.

본 발명의 중공 섬유 멤브레인의 치수는 그 멤브레인의 의도한 용도에 따라 달라질 수 있다. 내부 직경은 일반적으로 50 내지 2,000 μm 범위 내에 있다. 수 많은 용도의 경우, 100 내지 950 μm의 내부 직경이 유리할 수 있다. 전체 두께는 일반적으로 25 내지 55 μm 범위 내에 있다.The dimensions of the hollow fiber membrane of the present invention may vary depending upon the intended use of the membrane. The internal diameter is generally in the range of 50 to 2,000 μm. For many applications, an internal diameter of 100 to 950 占 퐉 may be advantageous. The overall thickness is generally in the range of 25 to 55 μm.

본 발명의 멤브레인에 대한 결과로 형성된 Lp는 0.1ㆍ10-4 내지 200ㆍ10-4 cm3 /(cm2 ㆍbarㆍs), 예를 들면 0.1ㆍ1-4 내지 10ㆍ10-4 cm3/(cm2ㆍbarㆍs), 또는 심지어는 0.1ㆍ10-4 내지 5ㆍ10-4 cm3/(cm2ㆍbarㆍs)의 범위 내에 있다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 멤브레인의 Lp는 2ㆍ10-4 내지 18ㆍ10-4cm3/(cm2 ㆍbarㆍs)의 범위 내에 있다 . 본 발명의 또다른 실시양태에서, 멤브레인의 Lp는 5ㆍ10-4 내지 15ㆍ10-4 cm3 /(cm2ㆍbarㆍs)의 범위 내에 있다. 즉, 세포 배양에 사용하고자 하는 멤브레인은 일명 저 플럭스 멤브레인일 수 있다. Lp provided as a result of the membrane of the present invention is 0.1 to 200 and 10 -4 and 10 -4 cm 3 / (cm 2 bar and and s), for example, 0.1 and 1-4 to 10 and 10 -4 cm 3 / (cm < 2 > bar s), or even in the range of 0.1 10 -4 to 5 10 -4 cm 3 / (cm 2 bar s). In another embodiment of the present invention, the Lp of the membrane is in the range of 2 · 10 -4 to 18 · 10 -4 cm 3 / (cm 2 · bar · s). In another embodiment of the present invention, the Lp of the membrane is in the range of 5 · 10 -4 to 15 · 10 -4 cm 3 / (cm 2 · bar · s). That is, the membrane to be used for cell culture may be a so-called low flux membrane.

"습윤" 및 "건조"라고 칭할 수 있는 본 발명의 멤브레인을 제조하는 2가지 방식이 있다. "습윤" 멤브레인이 제조되는 경우, 그 멤브레인은 제조후 튜브 또는 오븐에서 별도로 건조되어야 한다. 이 목적을 위해, 섬유의 다발(예를 들면, 30 내지 15,000개의 섬유)가 플라스틱 또는 금속 용기 내에 배치된다. 이 용기에 고온 공기가 통과되어 멤브레인을 건조시키게 된다. 제2 방식은 스피닝 기기 상에서 건조 중공 섬유를 직접 제조하는 효율적인 방식인 일명 "온라인 건조"이다. 양자의 절차는 본 발명에 따라 처리되어 사용될 수 있는 멤브레인을 달성하도록 적용가능하다. There are two ways to produce the membranes of the present invention, which can be referred to as "wet" and "dry ". When a "wet" membrane is produced, the membrane must be dried separately in tubes or ovens after manufacture. For this purpose, a bundle of fibers (for example, 30 to 15,000 fibers) is disposed in a plastic or metal container. Hot air is passed through the vessel to dry the membrane. The second approach is an "on-line drying" which is an efficient way to directly produce dried hollow fibers on a spinning machine. Both procedures are applicable to achieve a membrane that can be processed and used in accordance with the present invention.

본 발명에 따르면, 앞에서 설명된 바와 같은 멤브레인은 그 멤브레인을 공기 또는 물 또는 예를 들면 아크릴산, 알릴아미드 또는 아크릴아미드와 같은 첨가제를 0.00001 중량% 내지 5 중량%, 예를 들면 0.0001 내지 0.01 중량%의 농도로 함유하는 수성 용액으로 커버하여 처리하고, 산소의 존재 하에 감마, 베타 또는 전자빔 조사로 처리한다.According to the present invention, a membrane as described above is characterized in that the membrane is treated with air or water or an additive such as acrylic acid, allylamide or acrylamide in an amount of from 0.00001% to 5% by weight, for example from 0.0001% to 0.01% And treated with gamma, beta or electron beam irradiation in the presence of oxygen.

세포 배양 목적으로 작용할 수 있는 멤브레인을 달성하기 위해서, 멤브레인은 조사 체임버 내에 배치하여 12.5 내지 175 kGy, 바람직하게는 70 내지 175 kGy의 방사 선량을 사용하는 감마, 베타 또는 전자빔 조사, 특히 감마선 조사로 처리할 수 있다. 본 발명의 다른 양태에서, 사용된 선량은 25 내지 125 kGy이다. 본 발명의 또다른 양태에서, 50 내지 175 kGy의 선량이 사용된다. 본 발명의 또다른 실시양태에서는, 50 내지 125 kGy의 선량이 사용된다. 본 발명의 또다른 양태에서, 70 내지 100 kGy의 선량이 사용된다. In order to achieve a membrane that can serve for cell culture purposes, the membrane is placed in an irradiation chamber and treated with gamma, beta or electron beam irradiation, in particular with gamma irradiation, using an irradiation dose of 12.5-175 kGy, preferably 70-175 kGy can do. In another embodiment of the present invention, the dose used is 25 to 125 kGy. In another embodiment of the invention, a dose of 50-175 kGy is used. In another embodiment of the invention, a dose of 50 to 125 kGy is used. In another embodiment of the invention, a dose of 70-100 kGy is used.

감마선 조사는, 예를 들면 Co-60 공급원을 사용하여 수행할 수 있다. 전자빔 조사는 전자빔 가속기를 사용하여 수행할 수 있다. 베타선 조사는 베타 방사선 공급원, 예를 들면 Sr-90 또는 Ru-106을 사용하여 수행할 수 있다.Gamma irradiation can be performed, for example, using a Co-60 source. The electron beam irradiation can be performed using an electron beam accelerator. Beta radiation can be performed using a beta radiation source, such as Sr-90 or Ru-106.

본 발명의 한 실시양태에서, 멤브레인은 건조 조건 하에 조사로 처리되고, 즉 멤브레인은 공기로 커버되거나 또는 공기에 의해 둘러싸인다. 본 발명의 문맥에서, "건조" 표현은 물이 멤브레인의 다공성 구조 내에 존재한다는 점을 배제하지 않고, 즉 물의 완전 부재에서 멤브레인 벽의 완전 다공성 구조가 물로 충전되는 조건에 이르는 범위를 포함하는 것으로 의도된다.In one embodiment of the present invention, the membrane is irradiated under dry conditions, i.e. the membrane is covered with air or surrounded by air. In the context of the present invention, the expression "dry" does not exclude the presence of water in the porous structure of the membrane, that is to say within the range from the complete member of water to the condition that the completely porous structure of the membrane wall is filled with water, do.

예를 들면, 멤브레인을 멸균 처리하기 위해서 또는 예를 들면 PVP와 같은 멤브레인의 특정 성분을 가교결합하기 위해서, 행한 멤브레인의 공지된 감마선과는 대조적으로, 조사 동안 산소의 존재는 세포 배양 목적에 적합한 멤브레인을 얻는데 결정적이다. 조사 동안 주위 공기는, 본 발명의 한 양태에서, (몰 함량/부피의 단위) 78.08% 질소, 20.95% 산소, 0.93% 아르곤, 0.038% 이산화탄소, 미량의 다른 기체, 및 가변량의 수증기를 대략 함유하는 미변형된 공기일 수 있다. 본 발명의 다른 양태에서, 주위 공기의 산소 함량은, 예를 들면 시스템 내로 산소 기체를 부가적으로 도입함으써, 증가될 수 있다. 산소 농도는 약 100%의 한계치, 예를 들면 30%까지 증가될 수 있다. 본 발명의 또다른 양태에서, 산소 농도는 약 4%의 한계치까지 저하될 수 있다. 4% 내지 100%, 예를 들면 4% 내지 30%(몰 함량/부피의 단위)가 일반적으로 소정의 결과를 달성하는데 사용될 수 있다. 산소의 농도를 5% 내지 25%, 또는 심지어는 15% 내지 22%로 사용하는 것이 유리할 수 있다.For example, in order to sterilize the membrane or to cross-link certain components of the membrane, for example PVP, the presence of oxygen during irradiation, in contrast to the known gamma-rays of the membrane, . The ambient air during the irradiation is, in one embodiment of the invention, approximately 78.08% nitrogen, 20.95% oxygen, 0.93% argon, 0.038% carbon dioxide, trace amounts of other gases, and approximately varying amounts of water vapor (molar content / Or the like. In another aspect of the present invention, the oxygen content of the ambient air can be increased, for example, by additionally introducing oxygen gas into the system. The oxygen concentration can be increased to a limit value of about 100%, for example up to 30%. In another embodiment of the present invention, the oxygen concentration can be lowered to a limit of about 4%. 4% to 100%, for example 4% to 30% (molar content / unit of volume) can generally be used to achieve the desired result. It may be advantageous to use a concentration of oxygen between 5% and 25%, or even between 15% and 22%.

본 발명의 다른 실시양태에서, 멤브레인은 습윤 상태에서, 또는 바꾸어 말하면, 수성 조건에서 조사 처리된다. 표현 "습윤" 및 "수성 조건"은, 본 발명의 문맥에서, 조사 과정 동안 물의 존재를 의미하고, 즉 멤브레인은 물로 커버될 수 있거나 수 중에 함침될 수 있다. 본 발명의 한 실시양태에서, RO 물이 사용된다.In another embodiment of the present invention, the membrane is irradiated under wet conditions, or in other words, under aqueous conditions. The expressions "wet" and "aqueous conditions" mean, in the context of the present invention, the presence of water during the course of the irradiation, i.e. the membrane can be covered with water or impregnated in water. In one embodiment of the present invention, RO water is used.

본 발명의 다른 실시양태에서, 첨가제는 저 분량으로 물과 혼합될 수 있다. 그러한 첨가제는 멤브레인 표면에 작용기를 도입함으로써 일반적으로 세포 배양 목적상 또는 특정 세포 유형상 조사된 멤브레인의 성능을 개선시킬 수 있다. 그러한 첨가제의 예로는 아미노, 카르복실 또는 카르복사미드 작용기를 갖는 비닐기 함유 단량체, 예를 들면 아크릴산, 알릴아미드 또는 아크릴아미드가 있다. 하나의 구체적인 실시양태에서, 알릴아미드가 사용된다. 첨가제는 수성 용액 중에 0.00001 중량% 내지 5 중량%의 농도로 존재할 수 있다. 0.0001 중량% 내지 1 중량%, 또는 0.0001 중량% 내지 0.1 중량%의 농도를 사용하는 것이 유리할 수 있다. 첨가제의 저 농도, 예컨대 0.0001 중량% 내지 0.01 중량%가 특히 효과적으로 입증될 수 있다. In another embodiment of the present invention, the additive may be mixed with water in a low amount. Such additives can improve the performance of membranes typically irradiated for cell culture purposes or on certain cell types by introducing functional groups on the membrane surface. Examples of such additives include vinyl group containing monomers having an amino, carboxyl or carboxamide functional group such as acrylic acid, allylamide or acrylamide. In one specific embodiment, allylamide is used. The additive may be present in the aqueous solution at a concentration of 0.00001% to 5% by weight. It may be advantageous to use a concentration of 0.0001% to 1% by weight, or 0.0001% to 0.1% by weight. Low concentrations of additives, for example from 0.0001% to 0.01% by weight, can be particularly effectively demonstrated.

습윤 상태에서 멤브레인의 조사에 보다 많은 방사선 선량, 예컨대 70 내지 175 kGy의 선량을 사용하는 것이 유리할 수 있다.It may be advantageous to use a higher dose of radiation, e. G. 70 to 175 kGy, for irradiation of the membrane in the wet state.

그 선택된 선량을 달성하는데 필요한 시간은 비교적 넓은 범위에 걸쳐 다양할 수 있다. 예로서는 Co-60 공급원을 사용하면, 25 kGy 선량의 경우에 약 6 내지 7 시간, 그리고 75 kGy 선량의 경우에 약 17 내지 20 시간이 필요할 수 있고, 즉 조사 시간이 3배이다. 필요한 시간은 공급원 자체 및 조사시 세기 및 조정하고자 하는 필요성에 따라 좌우된다. The time required to achieve the selected dose can vary over a relatively wide range. As an example, using a Co-60 source may require about 6 to 7 hours for a 25 kGy dose and about 17 to 20 hours for a 75 kGy dose, i.e., the irradiation time is 3 times. The time required depends on the source itself and on the intensity and the need to adjust it.

온도는 또한 넓은 범위에 걸쳐 다양할 수 있고, 또한 멤브레인에 대한 하우징의 재료에 따라 달라지며, 즉 그 하우징이 금속 또는 합성 재료로 만들어지는 경우, 일반적으로 그 온도는 0℃ 내지 41℃의 범위 내에 있다. 대부분의 경우, 실온을 사용하는 것이 용이하다.The temperature can also vary over a wide range and also depends on the material of the housing for the membrane, i.e. when the housing is made of a metal or a synthetic material, the temperature is generally within the range of 0 ° C to 41 ° C have. In most cases, it is easy to use room temperature.

본 발명의 다른 실시양태에서, 멤브레인은, 소정의 저 플럭스 특징을 보유하기 위해서, 조사 전에 건조, 바람직하게는 온라인-건조, 이서 스팀 멸균 처리로 수행한다. EtO(에틸렌 옥사이드)에 의한 추가 멸균 처리는, 제조 공정에서 그와 같이 원하거나 필요한 경우, 세포 배양 목적상 그 용도에 관한 본 발명의 멤브레인의 효율에 부정적인 영향을 미치는 일 없이 부가될 수 있다. 멤브레인을 스팀 멸균 처리 또는 EtO 멸균 처리하는 방법은 해당 기술 분야에 잘 알려져 있다.In another embodiment of the present invention, the membrane is dried, preferably on-line drying, by easter steam sterilization treatment, prior to irradiation, in order to retain the desired low flux characteristics. Additional sterilization treatment with EtO (ethylene oxide) may be added without adversely affecting the efficiency of the membrane of the present invention with respect to its use for cell culture purposes if so desired or necessary in the manufacturing process. Methods of steam sterilization or EtO sterilization of membranes are well known in the art.

이어서, 조사된 멤브레인은 상이한 유형의 세포, 바람직하게는 유착 세포를 배양하는데 직접 사용될 수 있다. 본 발명의 멤브레인은 배양 플라스크 또는 세포 스택을 이용하는 세포 증식에 대한 현재 황금 표준을 나타내는 조직 배양 폴리스티렌(TCPS) 플레이트와 실질적으로 유사하거나 그보다 더 매우 우수한 성장 특징을 나타낸다. The irradiated membrane can then be used directly to culture different types of cells, preferably cohesive cells. The membranes of the present invention exhibit substantially similar or even better growth characteristics to tissue culture polystyrene (TCPS) plates, which present a current gold standard for cell proliferation using culture flasks or cell stacks.

본 발명의 멤브레인은, 세포 증식 속도, 멤브레인 상으로의 세포 재부착 효율, 및 간엽 줄기 세포(MSC), 섬유아세포, 상피 세포 및 간세포에 의해 수행된 시험에서 나타난 바와 같이, 조직 배양 폴리스티렌(TCPS)과 유사하거나 매우 우수한 형태 제어를 비롯한 세포의 후증식 특징을 나타낸다.The membranes of the present invention can be used in tissue culture polystyrene (TCPS) as shown in the cell growth rate, cell reattachment efficiency on the membrane, and tests performed by mesenchymal stem cells (MSC), fibroblasts, epithelial cells and hepatocytes. Lt; RTI ID = 0.0 > and / or < / RTI > very good morphology.

본 발명의 추가 양태는 본 발명의 멤브레인을 포함하는 세포 배양 장치이다. 본 발명의 멤브레인을 포함하도록 변형될 수 있는 세포 증식 또는 세포 배양 장치 또는 시스템의 예들은 US 2003/0203478 Al, US-A 6,150,164, 또는 US-A 6,942,879에 개시되어 있고, 이들 모두는 본원에 참고 인용되어 있다. 그 장치는 본 발명의 평평한 시이트 멤브레인의 스택 또는 본 발명의 중공 섬유 멤브레인의 다발을 포함할 수 있다. A further aspect of the invention is a cell culture apparatus comprising the membrane of the invention. Examples of cell proliferation or cell culture apparatus or systems that can be modified to include the membrane of the present invention are disclosed in US 2003/0203478 Al, US-A 6,150,164, or US-A 6,942,879, all of which are incorporated herein by reference . The apparatus may comprise a stack of flat sheet membranes of the present invention or a bundle of hollow fiber membranes of the present invention.

그 장치의 한 실시양태에서, 멤브레인은 그 장치 중의 2개 유체 구획 사이에 계면을 형성한다. 장치는 예를 들면 혈액 투석 또는 혈액 여과에 사용된 상업적으로 이용가능한 사용된 여과 장치와 구성상 유사할 수 있다.In one embodiment of the apparatus, the membrane forms an interface between two fluid compartments of the apparatus. The device may be similar in construction to, for example, a commercially available filtration device used for hemodialysis or blood filtration.

예시적인 장치는 케이싱 내에 장입된 반투과성 멤브레인에 의해 분리된 2개의 구획을 포함하며, 제1 내부 구획은 2개의 엑서스에 의해 적합하게 되고, 제2 외부 구획은 1개 또는 2개의 엑서스를 포함하며, 양자 구획은 또한 적용가능한, (i) 상기 정의된 바와 같은 중공 섬유 다발 유형의 반투과성 멤브레인을 함유하는 상기 장치의 양자의 구획을 분리하는 실리더형 파티션 또는 (ii) 상기 정의된 바와 같은 시이트 멤브레인 유형의 반투과성 멤브레인을 포함하는 상기 장치내 기밀한 시일(seal)로서, 형성하도록 의도된, 적당한 접착제 화합물을 기초로 한 포팅 화합물(potting compound)에 의해서도 분리된다. An exemplary apparatus includes two compartments separated by a semipermeable membrane enclosed within a casing, wherein the first interior compartment is adapted by two actuators, the second exterior compartment comprises one or two actuators, The proton compartments may also be of any type, including, but not limited to: (i) a threaded partition that separates the compartments of both of the devices containing a semipermeable membrane of the hollow fiber bundle type as defined above; or (ii) a sheet membrane type As a gas tight seal in the device comprising a semipermeable membrane of the invention, also separated by a potting compound based on a suitable adhesive compound intended to form.

다른 예시적인 장치는 외부 쉘 내에 함유되며, 그리고 중공 섬유 외부 공간(즉, 모세관외 구획) 내에 있는 유체가 중공 섬유 및 상응하는 오리피스를 통해 통과하는 유체와 격리되도록 구성된 복수의 중공 섬유 멤브레인을 포함한다. 추가적으로, 그 장치는 장치의 대향 단부 상의 외부 쉘 내에 2개의 메너폴드 및 체임버를 포함한다. 중공 섬유의 2개 입구 각각은 상이한 단부 체임버에 연결되어 있다. 그 단부 체임버 및 모세관외 구획은 중공 섬유의 반투과성 멤브레인에 의해 분리된다. 모세관외 구획 내의 조성물은, 중공 섬유의 멤브레인의 분자량 컷오프 또는 소공 크기에 의해, 특정한 정도로, 제어될 수 있다.Other exemplary devices include a plurality of hollow fiber membranes contained within the outer shell and configured such that the fluid in the hollow fiber outer space (i.e., the outer capillary section) is isolated from the fluid through which the hollow fibers and corresponding orifices pass . Additionally, the apparatus includes two manifolds and chambers in an outer shell on the opposite end of the apparatus. Each of the two openings of the hollow fiber is connected to a different end chamber. The end chamber and capillary outer compartment are separated by semi-permeable membranes of hollow fibers. The composition within the capillary outer compartment can be controlled to a certain degree, by the molecular weight cutoff or pore size of the membrane of the hollow fibers.

장치를 작동하는 한가지 방식에서, 세포는 영양 배지를 중공 섬유를 통해 통과시키면서 모세관외 구획에서 성장된다. 배지는 모세관외 또는 모세관내 구획을 통해 통과할 수 있다. 장치를 작동하는 다른 방식에서, 세포는 영양 배지를 모세관외 및/또는 모세관내 구획을 통해 통과시키면서 중공 섬유의 모세관내 공간(즉, 루멘)에서 성장된다. 그 중공 섬유의 반투과성 성질은 영양분, 가스 및 세포 폐기 생성물이 중공 섬유의 벽을 통해 통과하는 것을 허용하고, 동시에 세포가 그와 같이 하는 것을 차단하는 것이다.In one way to operate the device, cells are grown in the capillary outer compartment, passing the nutrient medium through the hollow fibers. The medium can pass through the capillary or through the capillary compartment. In another manner of operating the device, the cells are grown in the capillary space (i.e., lumen) of the hollow fibers while passing nutrient media through the capillaries and / or through the capillary compartments. The semipermeable nature of the hollow fiber is to allow nutrients, gases and cell waste products to pass through the walls of the hollow fibers, while at the same time blocking the cells from doing so.

쉘-앤드-튜브 유형 생물반응기는 몇가지 이점을 제공한다. 유착 세포의 경우, 몇가지 중공 섬유의 사용은, 비교적 적은 부피 내에서, 세포가 성장할 수 있는 표면적을 다량 제공한다. 이러한 다량의 표면적은 또한 성장 세포에 대한 영양 배지의 국소화된 분배 및 세포 폐 생성물의 즉각적인 수집을 용이하게 한다. 쉘 앤드 튜브 유형 생물반응기는 다른 세포 배양 장치에 의해 가능한 것보다 훨씬 더 높은 밀도 속도로 세포 성장을 가능하게 한다. 그 생물반응기는 밀리리터 당 108개 세포 초과의 세포 밀도를 지지할 수 있고, 반면에 다른 세포 배양 장치는 전형적으로 밀리리터 당 약 106개 세포의 밀도로 제한된다.Shell-and-tube type bioreactors offer several advantages. In the case of adherent cells, the use of several hollow fibers provides a large surface area within which cells can grow, within relatively small volumes. This large amount of surface area also facilitates localized distribution of nutrient media to the growing cells and immediate collection of cell lung products. Shell and tube type bioreactors enable cell growth at a much higher density rate than is possible by other cell culture devices. The bioreactor can support a cell density of more than 10 8 cells per milliliter, while other cell culture devices are typically limited to a density of about 10 6 cells per milliliter.

본 발명의 추가 양태는 세포 및 본 발명의 멤브레인을 포함하는 체액의 체외 치료를 위한 장치를 제공한다. 하나의 실시양태에서, 그 세포는 멤브레인의 표면 상에, 실제 예를 들면 본 발명의 중공 섬유 멤브레인의 내강의 표면 상에 또는 본 발명의 중공 섬유의 외부 표면 상에 컨플루언트 층(confluent layer)을 형성하는 유착 세포이다. 나머지는, 장치의 디자인이 세포 배양 장치에 대하여 상기 설명된 디자인과 유사할 수 있다. 처리하고자 하는 체액은 장치의 유체 공간을 통해 전도되고, 여기서 유체는 세포 층 위로 통과하여, 세포가 체액으로부터 성분을 추출하거나, 체액의 성분을 대사하거나, 또는 성분을 체액 내로 격리하는 것을 허용한다.A further aspect of the invention provides an apparatus for in vitro treatment of cells and body fluids comprising the inventive membrane. In one embodiment, the cell has a confluent layer on the surface of the membrane, for example on the surface of the lumen of the hollow fiber membrane of the present invention or on the outer surface of the hollow fiber of the present invention, Of the cells. For the remainder, the design of the device may be similar to the design described above for the cell culture device. The bodily fluid to be treated is conducted through the fluid space of the device, wherein the fluid passes over the cell layer, allowing the cell to extract the component from the bodily fluid, metabolize the component of the bodily fluid, or isolate the component into the bodily fluid.

실시예Example

본 발명의 멤브레인의 적합성 및 효율의 평가는 일반적으로 다음의 주요 특징: 세포 증식 속도, 멤브레인 상의 세포의 재부착 효율, 및 형태 제어를 비롯한 세포의 후증식의 특징에 기초하였다. 시험은, 본 발명에 따른 멤브레인이 다양한 유착 세포 유형의 배양에 적합하다는 점을 입증하기 위해서, 간엽 줄기 세포(MSC), 섬유아세포, 상피 세포 및 간세포로 수행하였다. MSC는 세포 배양에 대한 본 발명의 멤브레인의 성능의 심도 분석을 위해 선택하였다. The evaluation of the suitability and efficiency of the membranes of the present invention was generally based on the following key features: cell proliferation rate, cell re-adhesion efficiency on the membrane, and post-proliferation characteristics including morphological control. The tests were performed with mesenchymal stem cells (MSC), fibroblasts, epithelial cells and hepatocytes to demonstrate that the membranes according to the invention are suitable for culturing a variety of coalesced cell types. MSCs were selected for depth analysis of the membrane performance of the present invention for cell culture.

방법Way

핸드hand 다발, 미니모듈, 필터 및 평평한  Bundles, mini modules, filters and flat 시이트bedsheet 인서트의 제조 Manufacture of inserts

(A) (A) 핸드hand 다발 bunch

스피닝 공정 후 멤브레인 다발의 제조는 성공적인 성능 시험에 적합한 방식으로 섬유 다발을 제조하는데 필요하다. 제1 공정 단계에서는 섬유 다발을 한정된 길이 23 cm로 절단한다. 다음의 공정 단계는 섬유의 단부를 용융하는 과정으로 구성된다. 광학 조절은 모든 섬유가 우수하게 용융되는 것을 보장한다. 이어서, 섬유 다발의 단부를 포팅 캡 내로 옮긴다. 그 포팅 캡을 기계적으로 고정하고, 포팅 튜브는 포팅 캡 위로 배치한다. 이후, 포팅을 폴리우레탄으로 수행한다. 포팅을 폴리우레탄이 1일 이상 동안 경화되도록 수행해야 한다. 마지막 공정 단계는 섬유 다발의 광학 제어 과정으로 구성된다. 이 공정 단계 동안에는, 다음의 사항들: (i) 컷의 품질(컷이 매끄러운지 또는 나이프의 임의 손상이 있는지),(ii) 포팅의 품질(포팅되는 섬유에 의해 감소된 스피닝 공정의 개방 섬유의 수가 있는지 또는 폴리우레탄이 없는 임의의 가시적 공극이 있는지)을 조절한다. 광학 제어 후, 멤브레인 다발을 상이한 성능 시험에 사용하기 전에 건조 저장한다.The manufacture of membrane bundles after the spinning process is required to prepare the fiber bundles in a manner suitable for successful performance testing. In the first process step, the fiber bundle is cut to a defined length of 23 cm. The next process step consists of melting the ends of the fibers. Optical control ensures that all fibers are well melted. The end of the fiber bundle is then transferred into the potting cap. The potting cap is mechanically fixed and the potting tube is placed over the potting cap. Thereafter, the potting is performed with polyurethane. The potting should be performed so that the polyurethane cures for at least one day. The final process step consists of optical control of fiber bundles. During this process step, the following are selected: (i) the quality of the cut (whether the cut is smooth or any damage to the knife), (ii) the quality of the potting (the open fiber of the spinning process reduced by the potting fiber Whether there is any visible void or void free of polyurethane). After optical control, the membrane bundles are stored dry prior to use in different performance tests.

(B) 미니모듈의 제조(B) Manufacturing of mini-modules

미니모듈[= 하우징 내의 섬유 다발]은 관련 공정 단계들에 의해 제조한다. 이 미니모듈은 섬유의 보호 및 매우 깨끗한 제조 공정을 보장하는데 필요하다. 미니모듈의 제조 공정은 다음의 사항들에서 다르다: (i) 섬유 다발은 한정된 길이 20 cm로 절단하고, (ii) 섬유 다발은 용융 공정 전에 하우징 내로 옮기며, (iii) 미니모듈은 포팅 공정 전에 밤새 동안 진공 건조 오븐 내에 넣어 둔다. A mini module [= fiber bundle in the housing] is manufactured by the associated process steps. This mini module is necessary to protect the fiber and ensure a very clean manufacturing process. The manufacturing process of the mini-module differs from: (i) cutting the fiber bundle to a limited length of 20 cm, (ii) transferring the fiber bundle into the housing before the melting process, and (iii) In a vacuum drying oven.

(C) 필터의 제조(C) Production of filter

필터는 유효 표면적이 0.9 내지 1.7 m2인 약 8,000 내지 15,000개 섬유를 포함한다. 필터는 배양 배지 유체를 공급하기 위한 2개의 커넥터, 및 각각 중앙에 하나의 커넥터가 있도록 양쪽에 적용된 캡을 지닌 원통형 하우징을 특징으로 한다. (와이딩 후) 제조 공정은 다음의 주요 단계들: (i) 컷(대략 30 cm의 길이) 다발을 특수 다발 클로(claw)에 의해 하우징 내로 옮기는 단계, (ii) 다발의 양 단부를 클로징 공정으로 클로징하는 단계, (iii) 섬유를 폴리우레탄(PUR)에 의해 하우징 내로 포팅하는 단계, (iv) 단부를 절단하여 섬유를 개방하는 단계(여기서는 평활한 표면을 필요로 함), (v) 단부를 PUR 블록에서 클로징된 섬유 또는 불완정성에 대한 시각적으로 검사하는 단계, (vii) 최종 처리: 세정, 일체성 시험, 최종 건조를 수행하는 단계, (viii) 추가 단계(예를 들면, 조사)를 위한 특수 백 내에 포장하는 단계로 구분할 수 있다.The filter comprises about 8,000 to 15,000 fibers with an effective surface area of 0.9 to 1.7 m < 2 & gt ;. The filter is characterized by a cylindrical housing having two connectors for feeding the culture medium fluid and a cap applied to both, with one connector at the center each. (After wading) The manufacturing process involves the following major steps: (i) transferring a cut (about 30 cm in length) bundle into a housing by means of a special bundle claw, (ii) (Iii) potting the fibers into the housing by means of polyurethane (PUR), (iv) cutting the ends to open the fibers (here requiring a smooth surface), (v) Visually inspecting the fibers or incompleteness in the PUR block, (vii) performing final treatment: cleaning, integrity testing, final drying, (viii) additional steps (e.g., irradiation) And a step of packaging in a special bag.

(D) 평평한 (D) flat 시이트bedsheet 인서트의 제조 Manufacture of inserts

평평한 멤브레인을 유리 플레이트 상에 고정한다. 인서트를 위한 아교로서 작용하는 폴리우레탄을 플레이트 상에 균일하게 분포시킨다. 그 인서트를 폴리우레탄 중에 약하게 침지시키고, 바로 각 멤브레인 상에 아교로 부착시킨다. 인서트를 유리 및 철 플레이트 구비한 채로 평량하고, 16 내지 18 시간 동안 건조시킨다. 평평한 멤브레인 인서트를 절단하고, 멸균 처리용 백 내로 넣어 용접한다. 최종적으로, 인서트를 121℃의 오토클레이브에서 멸균시킬 수 있다. A flat membrane is fixed on the glass plate. The polyurethane acting as glue for the insert is evenly distributed on the plate. The insert is lightly soaked in polyurethane and immediately attached to each membrane with glue. The inserts are weighed with glass and iron plates and dried for 16-18 hours. The flat membrane insert is cut and placed into a sterilization bag for welding. Finally, the insert can be sterilized in an autoclave at < RTI ID = 0.0 > 121 C. < / RTI >

핸드hand 다발 및 미니모듈의 수압 투과율( Hydraulic transmittance of bundle and mini module ( LpLp : : HydraulicHydraulic PermeabilityPermeability ))

멤브레인 다발의 수압 투과율은 한쪽 밀봉되어 있는 멤브레인 다발을 통과하는 압력 하에 물의 정확한 한정된 부피를 가압하고, 요구되는 시간을 측정함으로써 결정한다. 그 수압 투과율은 결정된 시간, 멤브레인 유효 표면적, 적용된 압력 및 멤브레인을 통과하는 가압된 물의 부피로부터 계산할 수 있다. 섬유의 갯수, 섬유 길이 뿐만 아니라 섬유의 내부 직경으로부터, 멤브레인의 유효 표면적을 계산한다. 멤브레인 다발은 Lp 시험을 수행하기 전에 30 분 습윤시켜야 한다. 이 목적을 위해서, 멤브레인 다발은 초순수 500 ml를 함유하는 박스 내에 넣어 둔다. 30 분 후, 그 멤브레인 다발을 시험 시스템으로 옮긴다. 그 시험 시스템은 37℃에서 조절되어 있는 수조, 및 멤브레인 다발을 기계적으로 수행할 수 있는 장치로 구성된다. 수조의 충전 높이는 멤브레인 다발이 지정된 장치에서 물 표면 아래에 위치하는 것을 보장하도록 해야 한다. 멤브레인의 누설이 잘못된 시험 결과를 유발하는 것을 피하기 위해서, 멤브레인 다발의 일체성 시험 및 시험 시스템은 미리 수행해야 한다. 일체성 시험은 멤브레인의 한쪽이 클로징되어 있는 멤브레인 다발을 통과하도록 공기를 가압함으로써 수행한다. 공기 기포는 멤브레인 다발 및 시험 장치의 누설을 나타낸다. 누설이 시험 장치에서 멤브레인 다발의 잘못된 수행과 관련될 수 있는지 또는 실제 멤브레인 누설이 나타는지를 체크해야 한다. 멤브레인 다발은 멤브레인 다발의 누설이 검출된다면 폐기해야 한다. 일체성 시험의 가압된 압력은, 임의의 누설이 수압 투과율의 측정 동안 너무 높게 적용된 압력 때문에 발생할 수 없다는 점을 보장하도록 하기 위해서, 수압 투과율의 측정 동안 적용된 압력과 적어도 동일해야 한다. The water pressure transmittance of the membrane bundle is determined by pressing the exact defined volume of water under pressure through a sealed bundle of membranes and measuring the time required. The water pressure transmittance can be calculated from the determined time, membrane effective surface area, applied pressure and volume of pressurized water passing through the membrane. The effective surface area of the membrane is calculated from the number of fibers, fiber length as well as the inner diameter of the fibers. Membrane bundles should be wet for 30 minutes before performing the Lp test. For this purpose, the membrane bundle is placed in a box containing 500 ml of ultrapure water. After 30 minutes, transfer the membrane bundle to the test system. The test system consists of a water tank, which is controlled at 37 ° C, and a device capable of mechanically carrying the membrane bundle. The filling height of the tank should ensure that the membrane bundle is located below the surface of the water in the designated device. In order to avoid leakage of the membrane resulting in erroneous test results, the integration test and test system of the membrane bundle must be performed in advance. Integrity testing is performed by pressurizing air so that one side of the membrane passes through the membrane bundle that is closed. Air bubbles indicate leakage of the membrane bundle and the test apparatus. It should be checked whether the leakage can be related to the misoperation of the membrane bundle in the test apparatus or if actual membrane leakage appears. The membrane bundle should be discarded if leakage of the membrane bundle is detected. The pressurized pressure of the integrity test should be at least equal to the pressure applied during the measurement of the water pressure permeability, in order to ensure that any leakage can not occur due to the pressure applied too high during the measurement of the water pressure permeability.

핸드hand 다발의 확산 투과율 Diffuse transmittance of bundle

투석 유체 중에 희석된 포스페이트(100 mg/l) 뿐만 아니라 등장성 클로라이드 용액에 의한 확산 실험은 멤브레인의 확산 특성을 측정하기 위해서 수행한다. 핸드 다발을 측정 셀에 배치한다. 이 측정 셀은 중공 섬유의 내부에서 특정한 용액을 통과시키는 것을 허용한다. 추가적으로, 그 측정 셀은 물로 완전 충전하고, 증류수의 높은 교차 유동은 중공 섬유의 내부에서 외부로 멤브레인 단면적을 통과하는 특정한 이온을 운반해 가도록 설정한다. 압력 비율을 정확하게 조정함으로써, 제로 여과가 달성되어, 멤브레인의 확산 특성만을 측정하고(중공 섬유의 내부와 중공 섬유의 주위 간의 특정한 이온의 최대 농도 구배를 달성함으로써), 확산 특성과 대류 특성의 조합을 측정하지 않게 된다. 풀(pool)로부터 유래된 샘플을 개시에서 취하고, 보유물의 샘플을 10 분과 20 분에 취한다. 이어서, 클로라이드 샘플을 질산은 용액으로 적정하여 클로라이드 이온을 측정한다. 포스페이트 샘플을 광도계로 분석한다. 측정된 농도, 멤브레인 유효 표면적 A 및 유동 조건으로부터, 클로라이드 또는 포스페이트 각각의 투과율 P를 하기 방정식(2)에 따라 계산할 수 있다. Diffusion experiments with an isotonic chloride solution as well as diluted phosphate (100 mg / l) in a dialysis fluid are performed to determine the diffusion characteristics of the membrane. Place the hand bundle in the measuring cell. This measuring cell allows passage of a specific solution inside the hollow fiber. Additionally, the measuring cell is fully filled with water, and the high cross-flow of the distilled water is set to carry specific ions passing through the membrane cross-sectional area from the inside to the outside of the hollow fiber. By precisely adjusting the pressure ratio, zero filtration is achieved, measuring only the diffusion characteristics of the membrane (by achieving the maximum concentration gradient of the specific ion between the interior of the hollow fibers and the periphery of the hollow fibers), and the combination of diffusion and convection properties It is not measured. A sample derived from the pool is taken at the start and a sample of the retention is taken at 10 and 20 minutes. The chloride sample is then titrated with a silver nitrate solution to measure the chloride ion. Analyze the phosphate sample with a photometer. From the measured concentration, the membrane effective surface area A and the flow conditions, the permeability P of each chloride or phosphate can be calculated according to the following equation (2).

Px [10-4 cm/s] = [QB/60/A]*ln[(CA-CD)/CR]*104 (2)Px [10 -4 cm / s] = [Q B / 60 / A] * ln [(C A -C D ) / C R ] * 10 4 (2)

상 기 식 중,In the formula,

P = 확산 투과율[cm/s] P = diffusion transmittance [cm / s]

c = 농도[mmol]c = concentration [mmol]

A = 멤브레인 유효 표면적[cm2]A = membrane effective surface area [cm 2 ]

지수: Indices:

x = 물질(여기서는 각각 클로라이드 또는 포스페이트임)x = substance (here, chloride or phosphate, respectively)

A = 출발 농도(공급물) A = starting concentration (feed)

D = 투석물 D = dialysate

R = 보유물R = retention

QB = 혈액 흐름[ml/min]QB = blood flow [ml / min]

(( 핸드hand 다발의) 수성 용액 중의 미오글로빈에 체질 계수( Lt; RTI ID = 0.0 > () < / RTI > sievingsieving coefficientcoefficient ))

미오글로불린 및 알부민의 수성 용액 중에서 체질 계수 실험은 별도의 용액을 구비한 2가지 상이한 실험 셋업을 사용하여 수행한다. 제1 시험으로서 미오글로빈의 체질 계수를 측정한다.The extinction coefficient experiments in aqueous solutions of myoglobulin and albumin are carried out using two different experimental setups with separate solutions. As a first test, the constitution coefficient of myoglobin is measured.

PBS 버퍼 중에 용해된 미오글로빈의 농도는 100 mg/L이다. 수성 용액의 종료 일자는 4 내지 8주이다. 그 용액은 냉장고에 저장해야 한다. 체질 계수 실험 전에, Lp-시험은 보다 앞에서 설명된 방법을 이용하여 수행한다. 미오글로빈 체질 계수 실험은 단일 패스로 수행하고, 반면에 시험 조건은 다음과 같이 정의한다: 고유 유량(Jv, cm/s) 및 벽 전단 속도(γD, s-1)는 고정하고, 반면에 혈액 유량(QB) 및 여과 속도(UF)를 계산하고(방정식 (4) + (5) 참조), A를 방정식(1)에 따라 계산한다.The concentration of dissolved myoglobin in the PBS buffer is 100 mg / L. The end date of the aqueous solution is 4 to 8 weeks. The solution should be stored in the refrigerator. Before the extinction coefficient experiment, the Lp-test is performed using the method described earlier. (Jv, cm / s) and wall shear rate (γD, s- 1 ) are fixed, while the blood flow rate (Q B ) and the filtration rate UF (see equation (4) + (5)) and A is calculated according to equation (1).

QB [ml/min] = γ * n * π * di3 * 60/32 (4)QB [ml / min] = γ * n * π * di 3 * 60/32 (4)

UF [ml/min] = Jv * A * 60 (5)UF [ml / min] = Jv * A * 60 (5)

여기서, here,

n = 섬유의 양n = amount of fiber

dI = 섬유의 내부 직경 [cm] d I = inner diameter of fiber [cm]

γ = 전단 속도[s-1]γ = shear rate [s -1 ]

A = 멤브레인 유효 표면적[cm2] A = membrane effective surface area [cm 2 ]

핸드 다발 및 미니모듈을 시험하기 위해서, 전단 속도는 500 s-1로 설정하고, 고유 유량을 0.38ㆍ10-04 cm/s인 것으로 정의한다.In order to test the hand bundle and the mini module, the shear rate is set to 500 s -1 and the intrinsic flow rate is defined as 0.38 揃 10 -04 cm / s.

제1 샘플을 15 분 후에 취하고(풀, 보유물 및 여과물), 60분 후 2번째로 취한다. 최종에서는 시험 다발을 몇분 동안 PBS 버퍼로 세정하고, 이어서 시험을 중지한다. The first sample is taken after 15 minutes (pool, retentate and filtrate) and taken a second after 60 minutes. At the end, the test bundle is rinsed with PBS buffer for a few minutes and then the test is stopped.

실시예Example 1 One

평평한 flat 시이트bedsheet 메브레인의Mebrain 제조 Produce

중합체 용액은 폴리에테르설폰(Ultrason(등록상표) 6020, BASF), 폴리비닐피롤리돈(K30 및 K85, BASF), 폴리우레탄(Desmopan(등록상표) 9665 DU, Bayer MaterialScience AG) 뿐만 아니라 증류수를 60℃에서 N-메틸피롤리돈(NMP) 중에, 투명한 고점성 용액이 얻어질 때까지 용해시킴으로써 제조하였다.The polymer solution was prepared by dissolving distilled water in distilled water as well as polyethersulphone (Ultrason TM 6020, BASF), polyvinylpyrrolidone (K30 and K85, BASF), polyurethane (Desmopan TM 9665 DU, Bayer MaterialScience AG) Methylpyrrolidone (NMP) at room temperature to dissolve the solution until a transparent high-viscosity solution was obtained.

중합체 스피닝 용액 중의 상이한 성분들의 중량 분율, PES/PVP(K85)/PVP(K30)/9665DU/H2O/NMP는 14/3/5/2/3/73이었다. 결과로 형성된 중합체 용액의 점도는 21,000 mPaㆍs이었다.The weight fraction of the different components in the polymer spinning solution, PES / PVP (K85) / PVP (K30) / 9665DU / H 2 O / NMP was 14/3/5/2/3/73. The viscosity of the resulting polymer solution was 21,000 mPa s.

그 용액을 여과시키고 탈기시켰다. 중합체 용액의 탈기 공정은 상승된 온도(<100℃) 및 감압(대략 100 mbar) 하에 건조 오븐에서 수행하였다. 이어서, 최종 중합체 용액은 특수 코팅 나이프를 사용하여 지지 영역으로서 작용한 평활한 표면(유리 슬라이드) 상에 균일한 필름으로서 (자동적으로) 캐스팅하였다. 제일 먼저, 그 중합체 용액을 오븐에서 60℃로 가열한 후, 주사기를 사용하여 유리 슬라이드 상에 직접 일정하게 도포하였다. 갭의 한정된 높이(lOOμm)를 지닌 코팅 나이프를 12.5 mm/s의 일정 속도로 작동시킴으로써 균일한 중합체 필름을 형성하게 하였다. 중합체 필름을 지닌 그러한 유리 슬라이드를 급속히 응고 조 내로 침지시켰다. 응고 조로서, 56 중량%의 물 및 44 중량%의 NMP를 함유하는 물/NMP 혼합물을 50℃에서 사용하였다. 멤브레인의 침전은 약 5 분이 소요되었다. 이어서, 침전된 멤브레인을 꺼내고, 시리즈의 모든 멤브레인이 제조될 때까지 비용매 중에 저장한 후, 한정된 크기로 절단하였다. 절단 후, 멤브레인을 증류수로 30 분 동안 70℃에서 세척하였다. 다음의 단계들은 밤새 동안 60℃의 오븐에서 수행한 건조 단계, 및 최종으로 멸균 처리에 사용된 특수 백 내에 포장하는 단계이었다. 멤브레인 두께는 35 μm이었다.The solution was filtered and degassed. The degassing process of the polymer solution was carried out in a drying oven at elevated temperature (<100 ° C) and reduced pressure (approximately 100 mbar). The final polymer solution was then (automatically) cast as a uniform film on a smooth surface (glass slide) that served as a support area using a special coating knife. First, the polymer solution was heated in an oven to 60 占 폚 and then applied uniformly onto a glass slide using a syringe. A coating knife with a limited height of the gap (lOO [mu] m) was operated at a constant speed of 12.5 mm / s to form a uniform polymer film. Such a glass slide with a polymer film was rapidly immersed into the coagulation bath. As a coagulation tank, a water / NMP mixture containing 56% by weight of water and 44% by weight of NMP was used at 50 占 폚. The precipitation of the membrane took about 5 minutes. The precipitated membrane was then removed, and all membranes in the series were stored in the non-solvent until they were made, and then cut to a defined size. After cleavage, the membrane was washed with distilled water for 30 minutes at 70 &lt; 0 &gt; C. The following steps were performed in a drying step performed in an oven at 60 ° C overnight, and finally in a special bag used for sterilization treatment. The membrane thickness was 35 μm.

실시예Example 2 2

평평한 flat 시이트bedsheet 멤브레인의Membrane 제조 Produce

중합체 용액은 폴리에테르설폰(Ultrason(등록상표) 6020, BASF), 폴리피닐피롤리돈(K30 및 K90, BASF) 뿐만 아니라 증류수를, 투명한 고점성 용액이 얻어질 때까지, 60℃에서 N-메틸피롤리돈(NMP) 중에 용해시킴으로써 제조하였다.The polymer solution was prepared by adding distilled water as well as polyethersulfone (Ultrason (R) 6020, BASF), polypyrylpyrrolidone (K30 and K90, BASF) Pyrrolidone (NMP).

중합체 스피닝 용액 중의 상이한 성분들의 중량 분율, PES/PVP(K90)/PVP(K30)/H2O/NMP는 13.6/2/5/3/76.4이었다. 결과로 형성된 중합체의 점도는 5,900 mPaㆍs이었다.The weight fraction of the different components in the polymer spinning solution, PES / PVP (K90) / PVP (K30) / H 2 O / NMP was 13.6 / 2/5/3 / 76.4. The resulting polymer had a viscosity of 5,900 mPa s.

멤브레인은 실시예 1에서 설명된 바와 같이 제조하였다. 멤브레인 두께는 50 μm이었다. The membrane was prepared as described in Example 1. The membrane thickness was 50 μm.

실시예Example 3 3

중공 섬유 Hollow fiber 멤브레인의Membrane 제조 Produce

중합체 용액은 폴리에테르설폰 13.5 중량%, 폴리아미드 0.5 중량%, PVP K30 7.5 중량% 및 NMP 78.5 중량%를 혼합함으로써 제조하였다. 물 59 중량%와 NMP 41 중량%의 혼합물을 중심 유체로서 작용하였다. 그 중합체 용액의 점도는, 온도 22℃에서 측정했을 때, 4,230 mPaㆍs이었다.The polymer solution was prepared by mixing 13.5 wt% polyethersulfone, 0.5 wt% polyamide, 7.5 wt% PVP K30, and 78.5 wt% NMP. A mixture of 59 wt% water and 41 wt% NMP served as the center fluid. The viscosity of the polymer solution was 4,230 mPa 측정 when measured at a temperature of 22 캜.

중심 유체를 55℃로 가열하고, 2성분 중공 섬유 방적돌기를 통과하도록 펌핑하였다. 중합체 용액을 0.5 mm의 외부직경 및 0.35 nm의 내부 직경을 지닌 환형 슬릿을 통해 방적돌기에서 배출하였다. 중심 유체는, 내부로부터 중합체 용액의 침전을 개시하고 중공 섬유의 내부 직경을 측정하기 위해서, 환형 중합체 용액 튜브의 중심에서 방적돌기에서 배출하였다. The center fluid was heated to 55 占 폚 and pumped through the bicomponent hollow fiber spinneret. The polymer solution was discharged from spinnerets through an annular slit having an outer diameter of 0.5 mm and an inner diameter of 0.35 nm. The center fluid was discharged from the spinneret at the center of the annular polymer solution tube to initiate precipitation of the polymer solution from the inside and measure the inner diameter of the hollow fiber.

동시에, 2성분(중합체 용액과 중심 유체)을 실험실 대기로부터 분리된 공간으로 유입하였다. 그 공간은 스피닝 샤프트라고 칭한다. 스팀(100℃)과 공기(22℃)의 혼합물을 스피닝 샤프트 내로 주입하였다. 그 스피닝 샤프트 내의 온도를 49℃로 조정하고, 거기에서 스팀 및 공기와 용매 함량의 비율에 의해 상대 습도 99.5%를 물 함량과 관련하여 3.9 중량%로 조정하였다. 그 용매는 NMP이었다. 스피닝 샤프트의 길이는 890 mm이었다. 중력 또는 모터-구동된 롤러의 보조로, 중공 섬유가 방적돌기로부터 수직 방향으로 스피닝 샤프트를 통과하여 수조 내로 정상에서 바닥으로 인발되었다. 그 스피닝 속도는 50 m/min이었다. 이어서, 중공 섬유는 다단계 수조 및 20℃에서 90℃로 증가하는 온도를 통해 유도되었다. 세정 수조에서 배출되는 습윤 중공 섬유를 대류식 온라인 건조 단계에서 건조시켰다. 임의의 텍스처라이징 단계 후, 중공 섬유를 다발 형상의 스피닝 휠 상에 수집하였다. 본 실시예에 따른 중공 섬유의 외부 표면은 0.5 to 3 μm 범위의 소공 직경을 갖는 mm2 당 62,500개의 소공을 보유하였다.At the same time, the two components (polymer solution and center fluid) were introduced into the space separated from the laboratory atmosphere. This space is called a spinning shaft. A mixture of steam (100 DEG C) and air (22 DEG C) was injected into the spinning shaft. The temperature in the spinning shaft was adjusted to 49 캜, where the relative humidity of 99.5% was adjusted to 3.9% by weight with respect to the water content by the ratio of steam and air and solvent content. The solvent was NMP. The length of the spinning shaft was 890 mm. With the aid of gravity or motor-driven rollers, hollow fibers were drawn from the spinneret through the spinning shaft in a vertical direction into the water tank from the top to the bottom. The spinning speed was 50 m / min. The hollow fibers were then induced through a multistage water bath and a temperature increasing from 20 占 폚 to 90 占 폚. The wet hollow fibers discharged from the washing bath were dried in a convection type on-line drying step. After the optional texturing step, the hollow fibers were collected on a bundle shaped spinning wheel. The outer surface of the hollow fibers according to this example had 62,500 pores per mm 2 with pore diameters ranging from 0.5 to 3 μm.

실시예Example 4 4

중공 섬유 Hollow fiber 멤브레인의Membrane 제조 Produce

중합체 용액은 폴리에테르설폰 14.0 중량%, PVP K30 5.0 중량%, PVP K85/K90 2.0 중량%, 물 3 중량% 및 NMP 76.0 중량%를 혼합함으로써 제조하였다. 물 55 중량%와 NMP 45 중량%의 혼합물을 중심 유체로서 작용하였다. 중합체 용액은, 22℃의 온도에서 측정했을 때, 5,400 mPaㆍs이었다.The polymer solution was prepared by mixing 14.0% by weight of polyethersulfone, 5.0% by weight of PVP K30, 2.0% by weight of PVP K85 / K90, 3% by weight of water and 76.0% by weight of NMP. A mixture of 55 wt% water and 45 wt% NMP served as the center fluid. The polymer solution had a viscosity of 5,400 mPa 측정 as measured at a temperature of 22 캜.

중심 유체를 55℃로 가열하고, 2성분 중공 섬유 방적돌기를 통과하도록 펌핑하였다. 중합체 용액을 0.5 mm의 외부 직경 및 0.35 nm의 내부 직경을 지닌 환형 슬릿을 통해 방적돌기에서 배출하였다. 중심 유체는, 내부로부터 중합체 용액의 침전을 개시하고 중공 섬유의 내부 직경을 측정하기 위해서, 환형 중합체 용액 튜브의 중심에서 방적돌기에서 배출하였다. 동시에, 2성분(중합체 용액과 중심 유체)을 실험실 대기로부터 분리된 공간으로 유입하였다. 그 공간은 스피닝 샤프트라고 칭한다. 스팀(100℃)과 공기(22℃)의 혼합물을 스피닝 샤프트 내로 주입하였다. 그 스피닝 샤프트 내의 온도를 45℃로 조정하고, 거기에서 스팀 및 공기와 용매 함량의 비율에 의해 상대 습도 99.5%를 얻었다. 스피닝 샤프트의 길이는 890 mm이었다. 중력 또는 모터-구동된 롤러의 보조로, 중공 섬유가 방적돌기로부터 수직 방향으로 스피닝 샤프트를 통과하여 수조 내로 정상에서 바닥으로 인발되었다. 그 스피닝 속도는 50 m/min이었다. 이어서, 중공 섬유는 다단계의 수조 및 15℃에서 40℃로 증가하는 온도를 통해 유도되었다. 세정 수조에서 배출되는 습윤 중공 섬유를 대류식 온라인 건조 단계에서 건조시켰다. 텍스처라이징 단계 후, 중공 섬유를 다발 형상의 스피닝 휠 상에 수집하였다. 대안으로, 핸드 다발을 형성할 수 있었다.The center fluid was heated to 55 占 폚 and pumped through the bicomponent hollow fiber spinneret. The polymer solution was discharged from spinnerets through an annular slit having an outer diameter of 0.5 mm and an inner diameter of 0.35 nm. The center fluid was discharged from the spinneret at the center of the annular polymer solution tube to initiate precipitation of the polymer solution from the inside and measure the inner diameter of the hollow fiber. At the same time, the two components (polymer solution and center fluid) were introduced into the space separated from the laboratory atmosphere. This space is called a spinning shaft. A mixture of steam (100 DEG C) and air (22 DEG C) was injected into the spinning shaft. The temperature in the spinning shaft was adjusted to 45 캜, and a relative humidity of 99.5% was obtained therefrom by the ratio of steam and air and solvent content. The length of the spinning shaft was 890 mm. With the aid of gravity or motor-driven rollers, hollow fibers were drawn from the spinneret through the spinning shaft in a vertical direction into the water tank from the top to the bottom. The spinning speed was 50 m / min. The hollow fibers were then induced through a multistage water bath and a temperature increasing from 15 占 폚 to 40 占 폚. The wet hollow fibers discharged from the washing bath were dried in a convection type on-line drying step. After the texturing step, the hollow fibers were collected on a bundle shaped spinning wheel. Alternatively, a hand bundle could be formed.

실시예Example 5 5

중공 섬유 Hollow fiber 멤브레인의Membrane 제조 Produce

중합체 용액은 폴리에테르설폰(Ultrason(등록상표) 6020, BASF), 폴리비닐피롤리돈(K30 및 K85, BASF), 폴리우레탄(Desmopan(등록상표) PU 9665 DU, Bayer MaterialScience AG) 뿐만 아니라 증류수를 50℃에서 N-메틸피롤리돈(NMP) 중에, 투명한 고점성 용액이 얻어질 때까지 용해시킴으로써 제조하였다.The polymer solution was prepared by dissolving distilled water as well as polyether sulfone (Ultrason TM 6020, BASF), polyvinylpyrrolidone (K30 and K85, BASF), polyurethane (Desmopan TM PU 9665 DU, Bayer MaterialScience AG) Methylpyrrolidone (NMP) at 50 占 폚 until a clear high-viscosity solution was obtained.

중합체 스피닝 용액 중의 상이한 성분들의 중량 분율, PES/PVP(K85)/PVP(K30)/9665 DU/H2O/NMP는 14/3/5/2/3/73이었다. 결과로 형성된 중합체 용액의 점도는 22,900 mPaㆍs이었다.The weight fraction of the different components in the polymer spinning solution, PES / PVP (K85) / PVP (K30) / 9665 DU / H 2 O / NMP was 14/3/5/2/3/73. The viscosity of the resulting polymer solution was 22,900 mPa..

가온 용액을 20℃로 냉각하고, 탈기시켰다. 중합체 용액을 50℃로 가열하고, 그 용액을 스피닝 다이를 통해 통과시킴으로써 형성시켰다. 보어 액체로서, 물 56 중량%와 NMP 44 중량%를 함유하는 물/NMP 혼합물을 사용하였다. 다이의 온도는 50℃이었다. 중공 섬유 멤브레인은 스피닝 속도 40 m/min으로 형성되었다. 다이에서 배출되는 액체 모세관을 주위 온도를 보유한 수조 내로 통과시켰다. 다이와 침전 조 간의 거리상 길이는 100 cm이었다. 그 형성된 중공 섬유 멤브레인은 시리즈의 수조를 통과하도록 유도되었다. 이어서, 습윤 중공 섬유 멤브레인은 건조시켰고, 216 μm의 내부 직경 및 318 μm의 외부 직경을 보유하였다. 그 멤브레인은 완전 비대칭 멤브레인 구조를 보유하였다. 멤브레인의 활성 분리 층은 내부에 존재하였다. 그 활성 분리 층은 가장 작은 소공을 지닌 층으로서 정의하였다. 그 구조는 전반적인 스펀지 유사 구조를 나타내었다. 내부 표면은 매우 평활한 소공을 나타내었다. 멤브레인을 와이딩 휠 상에 감고, 200개의 섬유를 지닌 핸드 다발을 하기 설명된 방법에 따라 제조하였다. 멤브레인의 수압 투과율(Lp 값)을 수동으로 측정하였다. 멤브레인은 3.7 x 10-4 cm3/(cm2 bar sec)의 수압 투과율을 나타내었다. 추가적으로, (수성 용액 중의) 미오글로빈의 체질 계수를 측정하였다. 15 분 후에 체질 계수 1.5%를 얻었고, 60 분에 체질 계수 1.1%를 얻었다. 이어서, 멤브레인의 수압 투과율(Lp 값)은 다시 측정하였고, 37℃에서 2.7 x 10-4 cm3/(cm2 bar sec)이었다. 더구나, 멤브레인의 확산 투과율을 관한 실험은 클로라이드, 이눌린 및 비타민 B12로 수행하였다. 클로라이드, 이눌린 및 비타민 B12에 대한 투과율은 37℃에서 각각 10.5 x 10-4 cm/sec, 3.7 x 10-4 cm/sec 및 4.O x 10-4 cm/sec이었다.The warmed solution was cooled to 20 DEG C and degassed. Heating the polymer solution to 50 &lt; 0 &gt; C, and passing the solution through a spinning die. As a bore liquid, a water / NMP mixture containing 56% by weight of water and 44% by weight of NMP was used. The temperature of the die was 50 占 폚. The hollow fiber membrane was formed at a spinning speed of 40 m / min. The liquid capillaries exiting the die were passed into a water bath having ambient temperature. The distance between the die and the settling tank was 100 cm. The formed hollow fiber membrane was induced to pass through the water bath of the series. The wet hollow fiber membrane was then dried and had an internal diameter of 216 μm and an external diameter of 318 μm. The membrane had a fully asymmetric membrane structure. The active separation layer of the membrane was present inside. The active separation layer was defined as the layer having the smallest pore. The structure showed an overall sponge-like structure. The inner surface showed very smooth pores. The membrane was wound on a wedging wheel and a hand bundle with 200 fibers was prepared according to the method described below. The hydraulic permeability (Lp value) of the membrane was measured manually. The membrane exhibited a water permeability of 3.7 x 10 -4 cm 3 / (cm 2 bar sec). Additionally, the constitution coefficient of myoglobin (in aqueous solution) was measured. After 15 minutes, a constitution factor of 1.5% was obtained, and at 60 minutes, a constitution factor of 1.1% was obtained. Then, the hydraulic permeability of the membrane (Lp value) was measured again, it was in 37 ℃ 2.7 x 10 -4 cm 3 / (cm 2 bar sec). Furthermore, experiments on diffusion transmittance of membranes were performed with chloride, inulin and vitamin B 12 . Chloride, inulin and vitamin B 12 for the transmittance were, respectively 10.5 x 10 -4 cm / sec, 3.7 x 10 -4 cm / sec and 4.O x 10 -4 cm / sec at 37 ℃.

실시예Example 6 6

세포 배양을 위한 인서트 및 제제의 조사Investigation of inserts and preparations for cell culture

공기-커버된 멤브레인(산소 농도는 증가 또는 감소하지 않았음)은 실온에서 각각 6.3 및 18.9 h 동안 통상적인 멸균 백에서 감마 조사(각각 25 및 75 kGy)로 처리하였다.물- 또는 아크릴산 용액-커버된 멤브레인 인서트는 대략 70 ml 용액을 함유하는 플라스틱 용기 중에서 감마 조사로 처리하였다. 유체-커버된 멤브레인 인서트를 세척하기 위해서, 대략 300 ml 통상적인 PBS 배지(증류수 800 ml 중에 8 g NaCl, 0.2 g KCl, 1.44 g Na2HPO4, 0.24 g KH2PO4를 용해시키고, HCl를 사용하여 pH 7.4로 조정하며, 물을 첨가하여 1 리터로 만들고, 오토클레이브로 멸균시킨 것)를 함유하는 각 멤브레인 유형에 대한 접시를 준비하였다. 인서트를 그 용기로부터 멸균된 상태로 제거하고, PBS 접시 중에 세척하며, 추가 세정을 위해서 6-웰 플레이트로 옮겼다. 모든 인서트 유형을 6-웰 플레이트로 옮기고, 정상쪽 및 바닥쪽에서 각각 3 ml 및 5 ml PBS로 5회 세정하였다. 각각 세정 단계의 경우, 인서트는 감마 조사 동안 발생된 잔류 시약 및 부산물을 제거하기 위해서 10 분 이상 동안 항온 처리하였다. 세정 절차를 완료한 후, 인서트는 세포 배양을 위해 새로운 웰 플레이트에 옮겼다. 웰에서 각각 3 ml MSC 배지를 정상쪽에, 5 ml를 인서트의 바닥쪽에 첨가하였다. 인서트를 밤새 동안 인큐베이터 내의 MSC 배지 중에서 항온 처리하였다.The air-covered membranes (oxygen concentration was not increased or decreased) were treated with gamma irradiation (25 and 75 kGy, respectively) in a conventional sterile bag at room temperature for 6.3 and 18.9 h respectively. Water- or acrylic acid solution- The resulting membrane insert was treated with gamma irradiation in a plastic container containing approximately 70 ml of solution. To wash the fluid-covered membrane insert, approximately 300 ml of a conventional PBS medium (8 g NaCl, 0.2 g KCl, 1.44 g Na 2 HPO 4 , 0.24 g KH 2 PO 4 in 800 ml distilled water was dissolved and HCl , Adjusted to pH 7.4 using water, made up to 1 liter with water, and sterilized with autoclave) was prepared for each membrane type. The insert was sterilized from its container, washed in a PBS dish, and transferred to a 6-well plate for further rinsing. All insert types were transferred to 6-well plates and washed 5 times with 3 ml and 5 ml PBS on the top and bottom, respectively. For each of the cleaning steps, the inserts were incubated for at least 10 minutes to remove residual reagents and byproducts generated during gamma irradiation. After completing the cleaning procedure, the inserts were transferred to a new well plate for cell culture. In each well, 3 ml of MSC medium was added to the top, and 5 ml was added to the bottom of the insert. The inserts were incubated overnight in MSC medium in an incubator.

비교에 사용하고자 하는, 프브로넥틴-코팅된 멤브레인(실시예 2에 따른 멤브레인을 기초로 한 것)은 예외사항을 나타내었다. 인서트의 세척 및 세정을 상기 설명된 바와 같이 수행하였다. 인서트의 정상에는 21 μg 피브로넥틴을 함유하는 1 ml PBS 버퍼를 첨가하고, 인큐베이터 내에 밤새 항온 처리하였다. 다음날, 그 피브로넥틴 용액을 제거하고, 인서트를 PBS로 1 회 세척하고, 세포 시딩 전에 세포 배지로 항온 처리하였다. 미처리된 멤브레인 인서트(실시예 2) 및 TCPS 배양 플레이트를 음성 및 양성 대조군으로서 각각 사용하였다. The fibronectin-coated membrane (based on the membrane according to Example 2), which is intended to be used for comparison, showed an exception. The insert was cleaned and cleaned as described above. At the top of the insert was added 1 ml PBS buffer containing 21 μg fibronectin and incubated overnight in the incubator. The next day, the fibronectin solution was removed, the insert was washed once with PBS, and incubated with cell culture medium before cell seeding. Untreated membrane inserts (Example 2) and TCPS culture plates were used as negative and positive control, respectively.

실시예Example 7 7

중공 섬유 Hollow fiber 멤브레인의Membrane 조사 Research

감마선 조사로 처리한 생물반응기(하우징 내의 중공 섬유를 지닌 것)은 중공 섬유 기하구조(실시예 4 내지 6 참조)로 존재하는 본 발명의 멤브레인으로 구성되었다. 하우징, 헤더 및 포팅을 위한 재료는 감마에 안정하였고, Fibasol 블루(하우징/헤더) 및 감마 안정한 폴리우레탄(포팅)과 함께 Makrolon? DP1-1262(Bayer MaterialScience AG)로 구성되었다. PES/PVP/PA-기초한 멤브레인(실시예 4 참조)을 함유하는 생물반응기를 주위 공기, 물(RO-water), 0.001% 아크릴산(1 l RO-water 중의 0.01 g AA)의 수성 용액 또는 0.01% 아크릴산(1 l RO-water 중의 0.1 g AA)의 수성 용액으로 충전하고, 25 또는 75 kGy를 인가하는 감마 조사로 처리하였다. 수성 용액 및 물에 의한 반응기의 충전은 모세관내(IC: intra-capillary) 측면으로부터 100 ml/min으로 플러싱하여 수행하고, 공기를 제거하였다. IC-아웃-라인을 고정하고, 모세관외(EC: extra-capillary) 측면을 한외여과로 충전하였다. 그 단계들은 생물반응기 내에 잔류 공기가 남아 있지 않을 때까지 반복하였다. 감마 조사는 실온에서 6.3 및 18.9 시간 동안 25 또는 75 kGy를 인가하는 Co-공급원으로 수행하였다.A bioreactor (with hollow fibers in the housing) treated with gamma irradiation was composed of the membrane of the present invention present as a hollow fiber geometry (see Examples 4 to 6). The materials for the housing, headers and potting were stable to gamma, and with Makrolon ? (Fibasol blue (housing / header) and gamma stable polyurethane (potting) ? DP1-1262 (Bayer MaterialScience AG). (RO-water), an aqueous solution of 0.001% acrylic acid (0.01 g AA in 1 l RO-water), or a 0.01% aqueous solution of PES / PVP / PA-based membrane (see Example 4) Filled with an aqueous solution of acrylic acid (0.1 g AA in 1 l RO-water) and treated with gamma irradiation at 25 or 75 kGy. Recharging of the reactor with aqueous solution and water was performed by flushing 100 ml / min from the IC (intra-capillary) side, and air was removed. The IC-out-line was fixed and the extra-capillary (EC) side was filled with ultrafiltration. The steps were repeated until no residual air remained in the bioreactor. Gamma irradiation was performed with a Co-source at 25 or 75 kGy applied for 6.3 and 18.9 hours at room temperature.

실시예Example 8 8

평평한 시이트 멤브레인 상에서 미처리된 골수의 배양 flat bedsheet Culture of untreated bone marrow on membranes

MSC 배지(900 ml 알파-MEM 배지(Lonza, Cat. No. BE12- 169F), 100 ml FBS, 10 ml 페니실린/스트렙토마이신 및 10 ml 울트라글루타민 I; 세포 배양 사용 전에, MSC 배지는 37℃로 가온함)을 인서트 멤브레인 상에서 밤새 항온 처리한 후 새로운 MSC 배지로 인서트의 정상쪽에(2 ml) 그리고 바닥쪽에(4 ml) 교체하였다. 이들 배지 부피를 모든 추가 단계에서 적용하였다. 각 부피의 미처리 골수를 표 I에 나타낸 바와 같이 각 인서트에 첨가하였다. 그 골수를 멤브레인 상에 접시를 진동시킴으로써 균일하게 분포시켰다. 인서트를 인큐베이터 내에 3일 동안 배치하여 MSC 유착을 허용하였다. 3 일째, 배지를 인서트 배양의 정상쪽 및 바닥쪽에서 제거하였다. 멤브레인을 정상쪽에서 각 세정 단계의 경우 2 ml PBS로 2회 세정하였다. 정상쪽 및 바닥쪽에 새로운 MSC 배지를 첨가하였다. 제1 성장기(즉, 골수 시딩에서 제1 MSC 탈착에 이르는 배양기)에서는, 배지를 12일 또는 14일이 될 때까지 2 내지 3일 마다 인서트의 정상쪽 및 바닥쪽에서 교체하였다. 12일 또는 14일째, MSC는 인서트 당 500 μl 트립신(10 min, 37℃)을 사용하여 4개의 인서트 중 3개로부터 탈착시켰다. 트립신은 인서트 당 1.5 ml MSC 배지를 사용하여 불활성화시키고, MSC 현탁액을 멸균 튜브에서 수집하고, 샘플은 CASY 카운더를 사용하는 MSC 계수를 위하여 취하였다. 4개의 인서트 중 하나를 고정하고, SEM용으로 준비하였다. 그러므로, 인서트를 정상쪽에서 PBS로 1회 세척하고, 2% 글루타르알데히드 용액 1 ml를 첨가하고, 40℃에서 밤새 동안 저장하였다. 이어서, 인서트를 증류수로 3회 세척하고, 공기 건조시키며, SEM으로 처리하였다. 제2 실험에서는, SEM을 수행하지 않았다. 새로운 배지는 MSC의 재시딩 전까지 인큐베이터에서 MSC 배지의 예비 가온 및 가스에 의한 조건화 후에 동일 인서트의 정상쪽 및 바닥쪽에 첨가하였다. 10,500개 MSC/cm2를 동일 인서트 상에 밤새 재부착시켰다. 제2 성장기에서는, 재부착된 MSC를 추가 7일 동안 멤브레인 상에서 증식시켰다. MSC 배지는 2 내지 3일 마다 교환하였다. MSC는 37℃에서 10 분 동안 트립신을 사용하여 19일 또는 21일째에 4개의 인서트 중 3개 인서트로부터 수집하였다. MSC는 MSC 형태 및 증식 가능성의 대조를 위해서 TCPS 상에 재-플레이팅하였다. 그러므로, 수집된 MSC를 형태의 대조를 위해 5,000개 MSC/cm2로, 그리고 4 또는 5일 동안 증식 대조를 위해 500개 MSC/cm2로 TCPS 상에 재시딩하였다. 형태 및 증식 가능성은 형태 평가를 위해 1 또는 2일째에 그리고 증식 가능성의 평가를 위해 4 또는 5일째에 현미경 사진을 촬영하여 기록하였다. MSC medium (900 ml alpha-MEM medium (Lonza, Cat. No. BE12-169F), 100 ml FBS, 10 ml penicillin / streptomycin and 10 ml ultra glutamine I; ) Was incubated overnight on the insert membrane and replaced with fresh MSC medium (2 ml) to the top of the insert (4 ml) and to the bottom (4 ml). These medium volumes were applied at every additional step. Each volume of untreated bone marrow was added to each insert as shown in Table I. The bone marrow was homogeneously distributed by vibrating the dish on the membrane. The inserts were placed in the incubator for 3 days to permit MSC adhesion. On day 3, the medium was removed from the top and bottom sides of the insert culture. Membranes were washed twice from the normal side with 2 ml PBS for each washing step. A new MSC medium was added to the top and bottom sides. In the first growing phase (i.e., the incubator from bone marrow seeding to the first MSC desorption), the medium was replaced on the top and bottom sides of the insert every 2-3 days until 12 or 14 days. On day 12 or 14, the MSC was desorbed from three of the four inserts using 500 μl trypsin per insert (10 min, 37 ° C). Trypsin was inactivated using 1.5 ml MSC medium per insert, MSC suspension was collected in a sterile tube, and samples were taken for MSC counts using a CASY counter. One of the four inserts was fixed and prepared for SEM. Therefore, the insert was washed once with PBS on the normal side, 1 ml of 2% glutaraldehyde solution was added, and stored at 40 ° C overnight. The insert was then washed three times with distilled water, air dried and treated with SEM. In the second experiment, no SEM was performed. The new medium was added to the top and bottom sides of the same insert after pre-warming and gas-conditioning of the MSC medium in the incubator until rescaling of the MSCs. 10,500 MSC / cm &lt; 2 &gt; were reattached overnight on the same insert. In the second growth phase, reattached MSCs were grown on the membrane for an additional 7 days. MSC medium was changed every 2 to 3 days. MSCs were harvested from three inserts of four inserts at 19 or 21 days using trypsin for 10 min at 37 &lt; 0 &gt; C. The MSCs were re-plated on TCPS to contrast MSC morphology and proliferative potential. Therefore, the collected MSC to 5,000 MSC / cm 2 for the control of the shape, and grinding was retry on a 4 or 5 days to TCPS 500 MSC / cm 2 for the proliferation control for. Morphology and proliferative potential were recorded on day 1 or day 2 for morphological evaluation and on day 4 or 5 for microscopic evaluation of proliferative potential.

미처리된 골수를 다양한 기질 상에 플레이팅하였다(표 I). TCPS 또는 VTK-FN(피브로넥틴-코팅됨) 및 VTK(증기 멸균되고 미코팅됨)을 각각 양성 및 음성 대조군으로서 사용하였다. 12-14일의 제1 성장기 후, 트립신화하여 계수하였다. TCPS에 대한 각 MSC 수를 도 1 및 2에서 엷은 색상 바로 나타내었다. 제2 성장기의 경우, MSC를 동일 인서트 상에 500개 MSC/cm2의 밀도로 재-플레이팅하였고, 추가 10 일 동안 제2 성장기로 증식하였다. 제2 성장기의 7일 후, MSC 수의 측정(도 1 및 2에서 검정 바로 표시됨), 형태를 위한 재-플레이팅(도 3) 및 SEM을 위한 고정화를 수행하였다. 표준으로서 TCPS에 대한 MSC 수(n=3)를 도 1 및 2에 나타내었고, 라인은 표준 TCPS 수준을 나타내었다. 미처리된 골수에 의한 실험을 2회 수행하였다.The untreated bone marrow was plated on various substrates ( Table I ). TCPS or VTK-FN (fibronectin-coated) and VTK (steam sterilized and uncoated) were used as positive and negative controls, respectively. After the first growth phase of 12-14 days, trypsinization was counted. The number of MSCs for TCPS is shown in pale color in FIGS. 1 and 2 . For the second growth phase, MSCs were re-plated onto the same insert at a density of 500 MSCs / cm 2 and grown for a further 10 days into the second growth phase. After 7 days of the second growing period, measurements of MSC number (labeled black in FIGS. 1 and 2), re-plating for morphology (FIG. 3) and immobilization for SEM were performed. The number of MSCs for TCPS as a standard (n = 3) is shown in Figures 1 and 2 , and the lines showed standard TCPS levels. Experiments with untreated bone marrow were performed twice.

[표 I][Table I]

미처리된 골수로부터 MSC의 배양에 사용된 멤브레인 유형 및 조사 조건의 개관Overview of membrane types and irradiation conditions used to culture MSCs from untreated bone marrow

Figure 112011030834925-pct00001

Figure 112011030834925-pct00001

"n"은 각 셋-업에 대하여 수행된 시험의 회수를 나타낸다. "AA'는 "아크릴산"을 나타낸다. 표현 "VTK"은 실시예 2에서 사용된 중합체 용액을 기초로 한 멤브레인을 나타낸다. "FN"은 "피브로넥틴"을 나타낸다. "멤브레인 AN69ST™은 폴리아크릴로니트릴을 기초로 한 상업적 멤브레인이다. "n" represents the number of tests performed for each set-up. The expression "VTK" refers to the membrane based on the polymer solution used in Example 2. "FN" refers to "fibronectin". "The membrane AN69ST ™ is a polyacrylonitrile Based membrane.

도 1 내지 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, MSC는 TCPS에 필적할 만한 제1 성장기에서의 피브로넥틴-코팅된 VTK 멤브레인 상의 성장을 나타내었고, 즉 피브로넥틴-코팅된 VTK 멤브레인은 재-시딩 배양에 적합하지 않았다. 트립신화 후 피브로넥틴-코팅된 멤브레인의 성능 부족에 대한 이유가 트립신에 의한 피브로넥틴의 열화인 것으로 추정된다. 실험 2(도 2)에서, 피브로넥틴-코팅된 VTK 멤브레인은 제1 성장에서도 제2 성장에서도 작용하지 않았다. 미코팅된 VTK 멤브레인은 양 실험에서 MSC의 매우 약한 성장을 나타내었다. 25 kGy에 의해 조사되는 공기-커버된 VTK 인서트는 실험 1 및 2를 비교하면 반대의 결과를 나타내었다: 도 1에서, 그 멤브레인 유형은 제1 성장기에서 TCPS에 필적할 만한 성능을 나타내었지만 제2 성장기에서 MSC의 강한 감소를 나타내었고, 반면에 멤브레인 유형은 실험 2에서 그 반대로 거동하였다. 75 kGy에 의해 조사되는 공기-커버된 VTK 인서트는 양쪽 성장기에서 TCPS에 필적할만 하거나 더 우수한 성장을 나타내었다. 감마 조사 절차 동안 상이한 농도를 지닌 수성 아크릴산 용액 및 물에 의한 VTK 멤브레인의 커버력(coverage)은 75 kGy에 의해 조사되는 공기-커버된 VTK 인서트와 유사한 결과를 결과적으로 나타내었다. AN69ST 인서트는 실험 1에 포함되어 MSC 배양에 적합하지 않는 것으로 입증되었다.제2 성장기 후 재-플레이팅된 MSC는 대부분 스핀들 형상화된 형태 및 정상적인 증식을 나타내었다(도 3 참조) .As can be seen from Figures 1 to 3 , MSCs showed growth on fibronectin-coated VTK membranes in the first growth phase comparable to TCPS, i.e., fibronectin-coated VTK membranes are suitable for re-seeding cultures Did not do it. The reason for the lack of performance of the fibronectin-coated membrane after tripping is presumed to be degradation of fibronectin by trypsin. In experiment 2 ( FIG. 2 ), the fibronectin-coated VTK membrane did not act in either the first growth or the second growth. Uncoated VTK membranes showed very weak growth of MSC in both experiments. The air-covered VTK inserts illuminated by 25 kGy showed the opposite result when comparing experiments 1 and 2: in Figure 1 , the membrane type showed comparable performance to TCPS in the first growth phase, Showed a strong decrease of MSC in the growth phase, whereas the membrane type behaved in the opposite direction from experiment 2. The air-covered VTK inserts irradiated by 75 kGy showed comparable or better growth to TCPS at both growth periods. The coverage of the VTK membrane by aqueous acrylic acid solution and water with different concentrations during the gamma irradiation procedure resulted in results similar to the air-covered VTK inserts examined by 75 kGy. The AN69ST insert was included in Experiment 1 and proved to be unsuitable for MSC culture. After the second growth phase, the re-plated MSC showed mostly spindle-shaped morphology and normal growth (see FIG. 3 ).

실시예Example 9 9

평평한 flat 시이트bedsheet 멤브레인Membrane 상에서 예비 처리된  Lt; / RTI &gt; MSCMSC 의 배양Cultivation of

MSC 배지는 밤새 항온 처리후 인서트로부터 인서트의 정상쪽 및 바닥쪽에서 새로운 배지로 교체하였다. MSC는 MSC에 대한 표준 플라스크 조건(0.25% 트립신, 5 분, 및 37℃, 모든 세포가 탈착될 때까지 녹킹(knocking) 및 배지의 첨가에 의한 트립신의 불활성화)을 적용하여 그 플라스크로부터 트립신화하였다. MSC는 CASY 카운터를 사용하여 계수하였다. MSC 현탁액은 TCPS-웰 또는 인서트 내에 500개 MSC/cm2를 시딩하는 것으로 제조하였다. 웰-플레이트 및 인서트를 인큐베이터 내에 넣어 MSC 유착을 허용하였다. MSC 배지를 7일 또는 9일이 될 때까지 TCPS에서 -80% 이하의 컨플루언스를 목표로 함) 2 내지 3일 마다 정상쪽 및 바닥쪽에서 교환하였다. 7일 및/또는 9일 째, MSC는 500 μl 트립신을 사용하여 탈착시켰다(10 분, 37℃). 이어서, 트립신을 1.5 ml MSC 배지를 사용하여 불활성화시키고, MSC를 멸균 튜브 내에 세포 현탁액으로서 수집하였다. 샘플은 CASY 카운터를 사용하여 세포 계수를 위해 취하였다. 하나의 인서트를 고정화하고, SEM에 대하여 준비하였다. 그러므로, 인서트를 정상쪽에서 PBS 1 ml로 1회 세척하고, 이어서 2% 글루타르알데히드 용액 1 ml를 첨가하고, 모두를 4℃에서 밤새 저장하였다. 이서, 인서트를 증류수로 세척하고, 공기 건조시키며, SEM으로 처리하였다. 새로운 MSC 배지를 인서트의 정상쪽(2 ml) 및 바닥쪽(4 ml)에 첨가하였다. 배지는 세포 재-시딩할 때까지 예비 가온하고, 가스로 조건화하였다. 500개 MSC/cm2를 인큐베이터에서 동일 인서트 상에 재-부착하였다. 재-부착된 MSC를 멤브레인 상에서 추가 10 또는 11일 동안 증식시켰다. MSC 배지를 2 내지 3 일마다 교환하였다. MSC를 16 및 21 일째 3개의 인서트로부터 수집하였다. MS를 MSC 형태 및 증식 가능성의 대조를 위해 TCPS 상에 재-플레이팅하였다. MSC를 MSC 형태 및 증식 가능성의 대조를 위해 TCPS 상에 재-플레이팅하였다. 그러므로, 수집된 MSC를 형태의 대조를 위해 5,000개 MSC/cm2으로 그리고 4 또는 5 일 동안 증식의 대조를 위해 500 MSC/cm2으로 TCPS 상에 재-시딩하였다. 형태 및 증식 가능성은 형태 평가를 위해 1 또는 2일째 그리고 증식 가능성의 평가를 위해 4 또는 5일째 현미경 사진을 촬영함으로써 기록하였다. 표 II는 이들 실험에서 사용된 모든 멤브레인 유형 및 변형 뿐만 아니라 조사 조건에 걸친 개관을 제공한다.
The MSC medium was incubated overnight and then replaced with fresh medium at the top and bottom of the insert from the insert. The MSC was applied to standard MSC flask conditions (0.25% trypsin, 5 min, and 37 ° C, knocking until all cells were desorbed and inactivation of trypsin by addition of medium) Respectively. The MSC was counted using a CASY counter. The MSC suspension was prepared by seeding 500 MSCs / cm &lt; 2 &gt; in TCPS-wells or inserts. The well-plate and insert were placed in an incubator to permit MSC adhesion. MSC medium was targeted at confluence of -80% or less in TCPS until 7 or 9 days) were replaced at the normal and bottom sides every 2-3 days. On days 7 and / or 9, the MSCs were desorbed using 500 [mu] l trypsin (10 min, 37 [deg.] C). The trypsin was then inactivated using 1.5 ml MSC medium and MSCs were collected as a cell suspension in a sterile tube. Samples were taken for cell counting using a CASY counter. One insert was immobilized and prepared for SEM. Therefore, the insert was washed once with 1 ml of PBS on the normal side, followed by 1 ml of 2% glutaraldehyde solution, and all at 4 ° C overnight. Here, the insert was washed with distilled water, air dried and treated with SEM. New MSC medium was added to the top (2 ml) and bottom (4 ml) of the insert. The medium was prewarmed until cell re-seeding and conditioned with gas. 500 MSC / cm &lt; 2 &gt; were reattached on the same insert in an incubator. Re-attached MSCs were propagated on the membrane for an additional 10 or 11 days. MSC medium was changed every 2 to 3 days. MSCs were collected from three inserts on days 16 and 21. MS was re-plated on TCPS for comparison of MSC morphology and proliferative potential. The MSCs were re-plated on TCPS for comparison of MSC morphology and proliferative potential. Therefore, the collected MSCs were re-seeded onto TCPS at 5,000 MSC / cm 2 for control of form and 500 MSC / cm 2 for control of proliferation for 4 or 5 days. Morphology and proliferative potential were recorded on day 1 or 2 for form evaluation and on day 4 or 5 for microscopic evaluation of proliferative potential. Table II provides an overview of all the membrane types and strains used in these experiments as well as the irradiation conditions.

[표 II][Table II]

예비 선택된 MSC의 배양에 사용된 멤브레인 유형 및 조사 조건에 대한 개관An overview of the membrane type and irradiation conditions used to culture pre-selected MSCs

Figure 112011030834925-pct00002

Figure 112011030834925-pct00002

"n"은 각 셋업에 대하여 수행된 시험 회수를 나타낸다. "AA"는 "아크릴산"을 나타낸다. 표현 "VTK"는 실시예 2에서 사용된 중합체 용액을 기초로 한 멤브레인을 나타낸다. 'FN"는 "피브로넥틴"을 나타낸다."n" represents the number of tests performed for each setup. "AA" represents "acrylic acid ". The expression "VTK" represents a membrane based on the polymer solution used in Example 2. [ "FN" refers to "fibronectin".

예비 선택된 MSC를 사용하는 실험은 2회 수행하고, 결과는 도 4(실험 1) 및 도 5(실험 2)에 도시하였다. MSC는 TCPS에 필적할만한 실험 1 및 2의 제1 성장기에서 피브로넥틴-코팅된 VTK 멤브레인 상의 성장을 나타내었지만, 제2 성장기에서 강하게 감소된 성장을 나타내었으며, 즉 피브로넥틴-코팅된 멤브레인은 실험 1에서 재-시딩에 적합하지 않았다. 트립신화 후 피브로넥틴-코팅된 멤브레인의 성능 부족에 대한 이유는 트립신에 의한 피브로넥틴의 열화인 것으로 추정되었다. 미코팅된 VTK 멤브레인은 양 실험에서 MSC의 매우 약한 성장을 나타내었다. 25 kGy에 의해 조사되는 공기-커버된 VTK 인서트는 실험 2에 대해서만 시험하였고, TCPS에 필적할만하고 75 kGy 감마 조사후 모든 VTK 멤브레인 유형에 필적할만한 성능을 나타내었다. 75 kGy에 의해 조사되는 공기-커버된 VTK 인서트는 TCPS에 필적한만 하거나 대부분의 경우 TCPS보다 더 우수한 양 성장기에서의 MSC 성장을 나타내었다. 감마 조사 절차 동안 상이한 농도를 지닌 수성 아크릴산 용액 및 물에 의한 VTK 멤브레인의 커버력은 75 kGy에 의해 조사되는 공기-커버된 VTK 인서트와 유사한 결과를 결과적으로 형성하였다. AN69ST 인서트는 실험 2에 포함되었고, MSC 배양에 적합하지 않는 것으로 입증되었다. 제2 성장기 후 통상적인 TCPS 접시 상의 재-플레이팅된 MSC는 대부분 스핀들 형상화된 형태 및 정상적인 증식을 나타내었다.Experiments using preselected MSCs were performed twice and results are shown in FIG. 4 (Experiment 1) and FIG. 5 (Experiment 2). MSC showed growth on fibronectin-coated VTK membranes in the first growth phase of Experiments 1 and 2 comparable to TCPS, but showed strongly reduced growth in the second growth phase, i.e., the fibronectin- - Not suitable for seeding. The reason for the lack of performance of the fibronectin-coated membrane after trypticin was presumed to be degradation of fibronectin by trypsin. Uncoated VTK membranes showed very weak growth of MSC in both experiments. Air-covered VTK inserts irradiated by 25 kGy were tested only for Experiment 2, comparable to TCPS and comparable to all VTK membrane types after 75 kGy gamma irradiation. The air-covered VTK inserts investigated by 75 kGy showed MSC growth in the positive growth phase which is comparable to TCPS or better than TCPS in most cases. The coverage of the VTK membrane by aqueous acrylic acid solution and water with different concentrations during the gamma irradiation procedure resulted in results similar to the air-covered VTK inserts irradiated by 75 kGy. The AN69ST insert was included in Experiment 2 and proved unsuitable for MSC culture. The re-plated MSC on a conventional TCPS dish after the second growing period showed mostly spindle shaped morphology and normal growth.

실시예Example 11 11

감마 조사 전에 스팀 Steam before gamma irradiation 멸균 처리의Sterilized 영향 effect

실시예 10에 따른 실험은 수행하였고, 여기서 TCPS에 상대적인 멤브레인 표면에 유착된 MSC의 수를 (%)로 측정하였다. 세포 수는 피브로넥틴 코팅을 지닌 TCPS 및 VTK 멤브레인 뿐만 아니라 25 또는 75 kGy에 의해 조사되고, 공기-충전 또는 물-충전된 VTK 멤브레인에 대하여 측정하였다. 실험의 3개 세트를 수행하였다. 제1 세트에서, 멤브레인을 제조후 직접 감마선 조사하였다. 제2 세트에서, 멤브레인을 각각의 감마선 처리를 수행하기 전에 증기-멸균 처리하였다. 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 감마선 조사 전에 스팀-멸균된 멤브레인은 스팀-멸균 처리하지 않은 멤브레인에 비하여 MSC의 부착에 관하여 보다 우수한 성능을 수행하였다. Experiments in accordance with Example 10 were performed, wherein the number of MSCs adhered to the membrane surface relative to TCPS was measured (%). Cell numbers were measured by air or water-filled VTK membranes irradiated by 25 or 75 kGy as well as TCPS and VTK membranes with fibronectin coating. Three sets of experiments were performed. In the first set, the membrane was irradiated directly after gamma irradiation. In the second set, the membranes were steam-sterilized prior to performing each gamma ray treatment. As can be seen from FIG. 6 , the steam-sterilized membrane prior to gamma irradiation performed better than the non-steam-sterilized membrane with respect to MSC attachment.

제3 세트에서, 추가의 EtO 멸균 처리 단계의 영향을 연구하였다. 75 kGy에 의해 조사되고 w/o 스팀 및 EtO 멸균 처리된 멤브레인 상의 미처리된 골수로부터 성장된 MSC의 수는, 제1 (11일) 성장기 및 제2 (7일) 성장기 후 표준 TCPS 상에서 성장된 MSC의 수에 대하여 상대적으로 측정하였다. 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, EtO 멸균 처리는 멤브레인의 성능에 대한 현저한 부작용을 갖지 않았다.In the third set, the effect of additional EtO sterilization treatment steps was studied. The number of MSCs grown from the untreated bone marrow on the membrane irradiated by 75 kGy and w / o steam and EtO sterilized was significantly higher than that of MSCs grown on standard TCPS after the first (11 days) growing and the second (7 days) Of the total number of samples. As can be seen from Figure 7 , the EtO sterilization treatment did not have significant side effects on the performance of the membrane.

실시예Example 12 12

세포의 분화Cell differentiation

본 발명에 따른 멤브레인 상에 배양된 세포의 분화 능력을 평가하기 위해서, 지방세포형성(adipogenesis) 및 골형성(osteogenesis) 분화 시험을 수행하여 MSC가 분화하는 능력을 측정하였다.In order to evaluate the differentiation ability of the cells cultured on the membrane according to the present invention, adipogenesis and osteogenesis differentiation tests were performed to measure the ability of MSCs to differentiate.

(A) 지방세포형성(A) Fatty cell formation

MSC를 대략 10,000개 MSC/cm2의 밀도로 24-웰 플레이트 내로 시딩하였다. 3개의 웰, 하기 설명된 바와 같이 MSC를 지방세포로 분화시키는 하나의 웰, 표준 MSC 증식 배지(지방세포형성을 유도하지 않음)에서 MSC를 성장시키는 하나의 웰 및 염색을 위한 대조군으로서 하나의 웰을 사용하였다. MSC는 표준 MSC 증식 배지(900 ml 알파-MEM 배지, 100 ml FBS, 10 ml 페니실린/스트렙토마이신, 및 10 ml 울트라글루타민 I; 세포 배양 사용 전에, MSC 배지는 37℃까지 가온하였음)를 사용하여 컨플루언시(confluency) 또는 컨플루언시 지나 10일까지 성장시켰다. 지방세포형성은 지방세포형성성 유도 배지(표준 MSC 배지 1 ml 중의 IBMX 스톡 용액(증류수 10 ml 중에 IBMX 55.55 mg이 용해되고, 이어서 그 용액에 탄산나트륨 20 to 40 mg이 첨가됨) 20 μl, 덱사메타손 스톡 용액(순수 에탄올 50 mL 중의 덱사메타손 19.62 mg) 1 μl, 인슐린 스톡 용액(10 mg/ml) 1 μl, 및 인도메타신(순수 에탄올 10 ml 중의 인도메타신 178.9 mg) 2 μl)를 사용하여 11일(0일에서 11일일까지) 동안 유도하였다. 배지를 2-3일 마다 교환하였다. 지방세포형성성 보존 배지(표준 MSC 배지 1 ml 중의 인슐린 스톡 용액 1 μl)를 3 또는 5일 동안(12-14일 또는 12-16일) 사용하였고, 2-3일마다 교환하였다. 세포를 표준 PBS 버퍼로 세정하였다. 세포는 실온에서 4 시간 이상 동안 포름알데히드 용액(~10%)을 사용하여 고정화하였다. 이어서, 오일 레드 O 용액(새롭고 멸균되며 여과된 것) 약 0.5 ml를 각 웰에 첨가하고, 이어서 실온에서 30 분 내지 2 시간 동안 항온 처리하며, 세포를 PBS로 2회 세정하고, 이어서 50% 에탄올로 세정하였다. 세포는 실온에서 5 분 동안 Mayer 헤마톡실린 용액으로 대조염색하고, 수돗물로 1 분 동안 3회 세정하고, 포름알데히드 용액으로 고정화하였다. 도 8은 감마선 조사된(75 또는 25 kGy, 아크릴산 또는 알릴아민의 존재 하에) VTK 멤브레인 상에서 배양된 세포 상에서 MSC의 성공적인 지방세포형성을 도시한 것이다.MSCs were seeded into 24-well plates at a density of approximately 10,000 MSC / cm &lt; 2 & gt ;. Three wells, one well to differentiate MSCs into adipocytes as described below, one well to grow MSCs in standard MSC growth medium (without inducing adipocyte formation), and one well as a control for staining Were used. MSCs were grown in standard MSC growth medium (900 ml alpha-MEM medium, 100 ml FBS, 10 ml penicillin / streptomycin, and 10 ml ultra glutamine I; MSC medium was warmed to 37 ° C prior to cell culture use) Confluency or confluence for up to 10 days. Adipocyte formation was initiated in adipocyte inducing medium (20 μl of IBMX stock solution in 1 ml of standard MSC medium (55.55 mg of IBMX dissolved in 10 ml of distilled water, followed by 20 to 40 mg of sodium carbonate added to the solution), dexamethasone stock 1 μl of the solution (19.62 mg of dexamethasone in 50 ml of pure ethanol), 1 μl of insulin stock solution (10 mg / ml) and 2 μl of indomethacin (178.9 mg of indomethacin in 10 ml of pure ethanol) (0 to 11 days). The medium was changed every 2-3 days. Adipocyte-forming preservation medium (1 μl of insulin stock solution in 1 ml of standard MSC medium) was used for 3 or 5 days (12-14 days or 12-16 days) and replaced every 2-3 days. Cells were washed with standard PBS buffer. The cells were immobilized using formaldehyde solution (~ 10%) for more than 4 hours at room temperature. Subsequently, about 0.5 ml of an oil red O solution (fresh and sterilized and filtered) was added to each well, followed by incubation at room temperature for 30 minutes to 2 hours, the cells were washed twice with PBS, then 50% ethanol . Cells were counterstained with Mayer hematoxylin solution for 5 min at room temperature, washed three times for 1 min with tap water, and fixed with formaldehyde solution. Figure 8 shows the successful adipocyte formation of MSCs on cells cultured on VTK membranes in the presence of gamma irradiation (75 or 25 kGy, in the presence of acrylic acid or allylamine).

(B) (B) 골형성Osteogenesis

MSC를 대략 10,000개 MSC/cm의 밀도로 24-웰 플레이트 내로 시딩하였다. 3개의 웰, 하기 설명된 바와 같이 MSC를 골아세포로 분화시키는 하나의 웰, 표준 MSC 증식 배지(골형성을 유도하지 않음) 중에서 MSC를 성장시키는 하나의 웰 및 염색을 위한 대조군으로서 하나의 웰을 사용하였다. MSC를 표준 MSC 배지를 사용하여 컨플루언시 또는 컨플루언시 지나 10일까지 성장시켰다. MSC 배지는 골형성성 분화 배지(표준 MSC 배지 1 ml 중의 글리세롤 포스페이트 스톡 용액(표준 MSC 배지 100 ml 중의 글리세롤 포스페이트 2.16 g) 100 μl, 덱사메타손 스톡 용액 1 μl 및 아스코르브산 스톡 용액 1 μl(기초 배지, 알파-MEM 10 ml 중의 아스코르브산 0.145 g))로 교체하고, 3-4 일 마다 변경하였다. 2-3 주 후, 세포 내에 또는 세포 주위에 석회화된 퇴적물이 존재하였다. 세포를 PBS 중에 세척하였다. PBS를 제거하고, 세포를 10% 포름알데히드로 10 분 동안 고정화하고, 이어서 PBS로 1회 세척하고, 탈이온수로 2회 세척하였다. 세포를 공기 건조시키고, UV 광 하에 질산은으로 10 분 동안 염색하였다. 탈이온수로 2-3회 세척한 후, 세포를 Mayer 헤마톡실린으로 대조 염색하고, 이어서 수돗물로 1 분 동안 세척한 후, 탈이온수로 2회 세척하였다. 세포를 10% 포름알데히드 중에 엠베딩하였다. 도 9는 본 발명에 따른 멤브레인 상에서 성장된 세포의 성공적인 골형성을 도시한 것이다.The MSCs were seeded into 24-well plates at a density of approximately 10,000 MSC / cm. One well, one well for growing MSCs in standard MSC proliferation medium (without inducing bone formation), one well for dividing MSCs into osteoblasts as described below, one well as a control for staining Respectively. MSCs were grown to confluence or confluence using standard MSC medium or to 10 days. MSC medium is prepared by mixing 100 μl of glycerol phosphate stock solution (2.16 g of glycerol phosphate in 100 ml of standard MSC medium), 1 μl of dexamethasone stock solution and 1 μl of ascorbic acid stock solution (basal medium, 0.145 g of ascorbic acid in 10 ml of alpha-MEM)) and changed every 3-4 days. After 2-3 weeks, calcified sediments were present in or around the cells. Cells were washed in PBS. PBS was removed and the cells were fixed with 10% formaldehyde for 10 minutes, followed by one wash with PBS and two washes with deionized water. The cells were air dried and stained with silver nitrate for 10 minutes under UV light. After 2-3 washes with deionized water, the cells were counterstained with Mayer hematoxylin, then washed with tap water for 1 minute, and then washed twice with deionized water. Cells were embedded in 10% formaldehyde. Figure 9 shows successful bone formation of cells grown on membranes according to the present invention.

실시예 13Example 13

다양한 세포 유형의 증식에 대한 적합성Suitability for proliferation of various cell types

다양한 세포 유형의 배양을 위한 본 발명에 따른 감마-조사된 멤브레인의 적용성을 평가하기 위해서, 평평한 멤브레인을 예시적으로 시험하였다. 사용된 멤브레인은 실시예 10 및 11에서 설명된 바와 같고, "VTK" 멤브레인이라고 칭하였다. 그 멤브레인을 25 kGy(공기-커버됨) 및 75 kGy(물-커버됨)로 각각 조사하였다. 멤브레인을 단기간 배양에 시험하였고, 이로써 세포 유착(시딩 후 1일) 및 세포 증식(재-시딩 후 5일)을 표준 TCPS와 비교하여 평가하였다. 사용된 세포는 (a) NHDF, 정상 인간 피부 섬유아세포, (b) HepG2, 인간 간암 세포주, (c) HK-2, 인간 신장 근위 상피 세포주, 및 (d) MDCK, Madin-Darby 개과 신장 상피 세포이었다. 세포 (a) 내지 (d)를 본 발명에 따른 멤브레인 및 TCPS에 대하여 시험하였다. 세포를 다음과 같이 시딩하였다:(a) NHDF: 배지(DMEM + 10% FBS + 1% 페니실린/스트렙토마이신) 중의 5ㆍ103 개 세포/cm2; (b) HepG2: 배지(RPMI + 10% FBS + 0.5% 젠타마이신) 중의 5.6× 104 개 세포/cm2; (c) HK-2: 배지(Keratinocyte SFM(Gibco, Cat# 17005) + Supplements for Keratinocyte SFM(Gibco, Cat# 37000-015) + 10 μg/ml Meronem + 1% FBS +1% CaCl2) 중의 104 개 세포/cm2; (d) MDCK: 배지(M199 + 10 μg/ml Meronem + 10% FBS(열 불활성화됨) 중의 104 개 세포/cm2. 세포 수를 세포 시딩 후 CASY 계수에 의해 1일(유착) 및 5일(증식) 측정하였다. 도 10 내지 도 13은 모든 세포 유형이 75 kGy 조사된 멤브레인 상에서 효율적으로 증식될 수 있었다는 점을 보여준다. 그 결과는 그 멤브레인이 특히 세포 증식에 관하여 적어도 표준 TCPS만큼 효율적이었다는 점을 입증해 보여 준다. 그 결과는 보다 높은 선량으로 처리된 멤브레인이 보다 낮은 선량으로 처리된 멤브레인보다 세포 배양에 약간 더 우수하게 적합하게 되었다는 점을 보여준다. 멤브레인 VTK 25kGy는 HK-2 세포에 효율적으로 작용하지 않았고(도 12), 이는 아마도 제1일 후 세포의 제1 제거에서의 문제로 기인한 것이다.To evaluate the applicability of the gamma-irradiated membranes according to the present invention for culturing various cell types, flat membranes were tested by way of example. The membranes used were as described in Examples 10 and 11 and were referred to as "VTK" membranes. The membrane was examined with 25 kGy (air-covered) and 75 kGy (water-covered), respectively. Membranes were tested in short-term cultures, thereby assessing cell adhesion (1 day after seeding) and cell proliferation (5 days after re-seeding) compared to standard TCPS. The cells used were (a) NHDF, normal human dermal fibroblast, (b) HepG2, human liver cancer cell line, (c) HK-2, human kidney proximal epithelial cell line, and (d) MDCK, Madin- . Cells (a) to (d) were tested for membranes and TCPS according to the present invention. Cells were seeded as follows: (a) NHDF: 5 × 10 3 cells / cm 2 in medium (DMEM + 10% FBS + 1% penicillin / streptomycin); (b) HepG2: 5.6 x 10 4 cells / cm 2 in medium (RPMI + 10% FBS + 0.5% gentamicin); (c) HK-2: 10 in a medium (Keratinocyte SFM (Gibco, Cat # 17005) + Supplements for Keratinocyte SFM (Gibco, Cat # 37000-015) + 10 μg / ml Meronem + 1% FBS + 1% CaCl 2 ) 4 cells / cm 2 ; (d) MDCK: 10 4 cells / cm 2 in M199 + 10 μg / ml Meronem + 10% FBS (heat inactivated). Cell numbers were determined by CASY coefficients after cell seeding for 1 day days (proliferation) were measured. Figs. 10 to 13 shows that it could be of any cell type efficiently proliferate on 75 kGy irradiated membranes. the result is that the membrane was as efficient as at least a standard TCPS with respect to particular cell proliferation The results demonstrate that membranes treated with higher doses are somewhat better suited for cell culture than membranes treated with lower doses. The membrane VTK 25 kGy is effective for HK-2 cells ( Fig. 12) , presumably due to a problem in the first elimination of cells after the first day.

실시예Example 14 14

미처리된 골수로부터 감마선 조사된 중공 섬유 Gamma-irradiated hollow fiber from untreated bone marrow 멤브레인Membrane (생물반응기) 상의 MSC 증식(Bioreactor) MSC proliferation

미처리된 골수로부터 MSC의 증식 및 예비 선택된 MSC의 증식을 세포 증식 시스템(CES: Cell Expansion System)에서 다양한 중공 섬유 생물반응기 내에서 수행하였다. 예비 선택된 MSC에 적합한 것으로 입증된 생물반응기를 미처리된 골수로 추가 시험하였다. 본 발명에 따른 생물반응기에서 배가 시간을 시딩시 동일한 세포 밀도로 출발하는 대조 플라스크(TCPS)에서 배가 시간과 비교하였다. 배가 시간은 다양한 멤브레인/TCPS의 성능을 평가하는 방법으로서 작용하였다.Proliferation of MSCs from untreated bone marrow and proliferation of preselected MSCs were performed in a variety of hollow fiber bioreactors at the Cell Expansion System (CES). A bioreactor that has been proven to be suitable for pre-selected MSCs was further tested with untreated bone marrow. In the bioreactor according to the present invention, the doubling time was compared with the doubling time in a control flask (TCPS) starting at the same cell density when seeding. Doubling time served as a way to evaluate the performance of various membranes / TCPS.

예비 선택된 MSC: 사용된 MSC는 최대 계대배양 4로 골수로부터 유래하는 예비 선택된 냉동 보존 MSC이었다. MSC를 2 이상의 계대배양으로 통상적인 TCPS 플라스크에서 골수-유도된 MSC의 증식에 의해 예비 선택하였다. 대략 2.8 Mio MSC를 164개 MS/cm2에 상응하는 것으로 1.7 m2 생물반응기에 로딩하였다. 표면적이 1.7 m2보다 더 작은 경우, 로딩된 MSC의 수를 평가하였다. 배양 기간은 7일이었다. Preselected MSC : The MSC used was pre-selected cryopreserved MSC derived from bone marrow with maximal passages 4. MSCs were pre-selected by proliferation of bone marrow-derived MSCs in conventional TCPS flasks with two or more subcultures. Approximately 2.8 Mio MSCs were loaded into a 1.7 m 2 bioreactor corresponding to 164 MS / cm 2 . When the surface area is smaller than 1.7 m 2 , the number of loaded MSCs is evaluated. The incubation period was 7 days.

미처리된 골수: 골수 대략 10-12 ml를 1.7 m2 생물반응기에 로딩하였고, 표면적이 1.7 m2 미만인 경우, 로딩된 골수의 부피를 평가하였다. 그 배양 기간은 13일이었다.
Untreated bone marrow : Approximately 10-12 ml of bone marrow was loaded into a 1.7 m 2 bioreactor and the volume of loaded bone marrow was assessed if the surface area was less than 1.7 m 2 . The incubation period was 13 days.

T75 TCPS 플라스크는 대조 플라스크로서 작용하였다. 예비 선택된 MSC를 생물반응기에서와 같이 동일 밀도((164개 MSC/cm2)로 플라스크 내에 시딩하였다. 미처리된 골수를 출발 물질로 할 때, 골수 234 μl를 플라스크에 시딩하였고(3.12 μl/cm2), 골수 12 ml를 1.7 m2 생물반응기 내에 로딩하였다(0.71 μl/cm2).The T75 TCPS flask served as the control flask. The pre-selected MSCs were seeded into the flask at the same density (164 MSC / cm 2 ) as in the bioreactor. When the untreated bone marrow was the starting material, 234 μl of bone marrow was seeded into the flask (3.12 μl / cm 2 ) And 12 ml of bone marrow were loaded into a 1.7 m 2 bioreactor (0.71 μl / cm 2 ).

이 실험에서 사용된 멤브레인 유형을 하기 표 III에 요약하였다. PES/PVP/PA로 기초한 멤브레인은 실시예 3에서 설명된 바와 같이 제조하였다. PES/PVP/PU에 기초한 멤브레인을 실시예 5에서 설명된 바와 같이 제조하였다. 표현 PAN는 폴리아크릴로니트릴을 의미하였다.The membrane types used in this experiment are summarized in Table III below. Membranes based on PES / PVP / PA were prepared as described in Example 3. Membranes based on PES / PVP / PU were prepared as described in Example 5. The expression PAN means polyacrylonitrile.

[표 III][Table III]

예비 선택된 MSC 및 미처리된 골수 세포의 증식에 관하여 시험되는 멤브레인 유형의 개관Overview of membrane types tested for proliferation of pre-selected MSCs and untreated bone marrow cells

Figure 112011030834925-pct00003

Figure 112011030834925-pct00003

멤브레인에 대한 결과는 표준 TCPS 플라스크와 비교하였다. 감마선 조사되지 않았지만 대신 피브로넥틴에 의해 코팅된 멤브레인(1)은 비교 이유로 본 실험에 포함되었다.The results for the membranes were compared with standard TCPS flasks. Membrane 1, which was not irradiated with gamma radiation but was instead coated with fibronectin, was included in this experiment for comparative reasons.

골수를 0일째에 생물반응기 및 플라스 내로 시딩하였다. 2일째, 배지를 제1 회로 교환하고, 이어서 다시 4 또는 5일째, 6 또는 7일째, 8 내지 10일째, 및 10 내지 12일째에 교환하였다. 13일째에, 세포를 수집하고(트립신), 세포를 계수하였다. 세포의 생존 능력 뿐만 아니라 그 표현형 및 형태 및/또는 증식 거동을 시험하였다. The bone marrow was seeded into the bioreactor and the flask on day 0. On day 2, the medium was changed in the first cycle and then again on days 4 or 5, on days 6 or 7, on days 8-10, and on days 10-12. On day 13, cells were harvested (trypsin) and counted. The viability of the cells as well as their phenotype and morphology and / or proliferative behavior were examined.

미처리된 골수(Untreated bone marrow ( CFCCFC -F)를 사용할 때 세포 수의 계산을 위한 세포 Cells for calculation of cell number when using -F) 콜로니의Colony 계수 Coefficient

미처리된 골수 78 μl를, 5 ml MSC 배지를 함유하는 T25(TCPS) 플라스크 내로 시딩하였다. 비-유착 세포를 2 내지 3일 후에 PBS로 2회 세척하여 제거하고, 이어서 새로운 MSC 배지를 첨가하였다. MSC 배지를 2 내지 3일 마다 교환하였다. 7일째, 콜로니를 계수하였다(10배 확대/현미경).78 [mu] l of untreated bone marrow were seeded into T25 (TCPS) flasks containing 5 ml MSC medium. Non-adherent cells were washed 2 to 3 days later by washing with PBS, and then fresh MSC medium was added. MSC medium was changed every 2 to 3 days. On day 7, colonies were counted (10x magnification / microscope).

배가 시간 및 배가 시간 비율의 계산Doubling time and doubling time ratio calculation

배가 시간(DT)은 세포가 숫자상 배가되는데 요구되는 시간의 기간이다. MSC의 DT 및 DT 비율은 다음과 같이 계산하였다. Doubling time (DT) is the period of time required for the cell to multiply by number. The DT and DT ratios of the MSC were calculated as follows.

MSC 배가 회수 = log2(N/N0) MSC times the number of times = log 2 (N / N 0 )

N은 지시된 배양 시간 후에 관찰된 MSC의 수이이고, N0은 시딩된 MSC의 수이다. DT(시간) = 배양 시간 기간(h)/배가 회수. DT 비율 = 생물반응기 중의 세포의 DT/대조 플라스크 중의 세포의 DTN is the SUI of the MSC observed after the indicated incubation times, N 0 is the number of seeded MSC. DT (time) = incubation time period (h) / doubling times. DT ratio = DT of cells in the bioreactor / DT of cells in the control flask

미처리된 골수를 지닌 모든 선택된 감마 조사 생물반응기는 TCPS 및 VTK-FN 생물반응기에 필적할만한 성능을 나타내었다. 배가 시간은 28 내지 34 시간 범위이었고, 이는 대조 플라스크(23 내지 25 시간)보다 단지 약간 더 높았다. 그러므로, 배가 시간 비율은 1.1 내지 1.5 범위이었다(도 14). 0.5% PU 생물반응기는 감마-조사된 생물반응기 및 VTK-FN 생물반응기와 비교하여 약한 더 느린 세포 성장을 나타내었다.All selected gamma irradiation bioreactors with untreated bone marrow showed comparable performance to TCPS and VTK-FN bioreactors. Doubling times ranged from 28 to 34 hours, which was only slightly higher than the control flask (23 to 25 hours). Therefore, the doubling time ratio ranged from 1.1 to 1.5 ( Fig. 14) . The 0.5% PU bioreactor showed weaker slower cell growth compared to the gamma-irradiated bioreactor and the VTK-FN bioreactor.

수집된 세포의 생존 능력(도 15)을 MSC 배지 중의 FACS 튜브 당 50,000개 세포에 의한 FACS 분석으로 시험하였다. 하나의 샘플을 프로피듐 요오다이드 용액(목적 농도 1 μg/ml)으로 어두운 곳에서 실온 하에 10 내지 15 분 동안 염색하였다. 또다른 미염색된 샘플을 기준으로서 사용하였다. 수집된 세포의 생존 능력은 88 내지 99.5% 범위였다.The viability of the collected cells ( Figure 15 ) was tested by FACS analysis by 50,000 cells per FACS tube in MSC medium. One sample was stained with propidium iodide solution (target concentration 1 [mu] g / ml) in the dark at room temperature for 10 to 15 minutes. Another non-stained sample was used as a reference. The viability of the collected cells ranged from 88 to 99.5%.

수집된 세포의 표현형(도 16 참조)을 세포의 트립신화 후에 시험하였다. 일백만개 세포를 블록킹 버퍼(세포 세척액 + 10% 인간 혈청) 5,000 μl 중에 재현탁시키고, 40℃에서 30분 동안 항온 처리하였다. 각 50 μl를 10개 튜브 내로 분배하였고, 항체를 첨가하였다(미염색된 것(항체 없음): CD34-PE - 2 μl, CD45-PE - 2 μl, CD73-PE - 2 μl, mlgGl-PE - 1 μl(CD34, CD45, CD73에 대한 이소타입 대조군), HLA-DR, DP, DQ-FITC - 2 μl, mIgG2a-FITC - 1 μl(HLA-DR에 대한 이소타입 대조군), CD90-FITC - 1 μl, CD105-FITC - 1 μl, mlgGl-FITC - 2 μl(CD90, CD105에 대한 이소타입 대조군). 그 혼합물을 잘 혼합하고, 어두운 곳에서 실온 하에 20 분 동안 저장하였다. 이어서, FACS 버퍼(세포 세척액 + 2% FBS(가열 불활성화됨))를 첨가하고, 보텍스 처리하며, 이어서 400 g으로 3 분 동안 원심분리하였다. 그 버퍼를 제거하고, 펠릿을 보텍스 처리하였다. 이어서, 고정화 버퍼(물에 의한 10:1로 희석된 것) 400 μl를 첨가하고, 보텍스 처리하였다. 세포를 40℃에서 저장하고, 4 일 내에 분석하였다.The phenotype of the collected cells (see FIG. 16 ) was tested after trip myth of the cells. One million cells were resuspended in 5,000 [mu] l of blocking buffer (cell wash + 10% human serum) and incubated at 40 [deg.] C for 30 minutes. 2 μl of CD34-PE, 2 μl of CD45-PE, 2 μl of CD73-PE, mlgGl-PE - 2 μl of CD34-PE, and 50 μl of each were distributed into 10 tubes and the antibody was added FITC-1 μl (isotype control for HLA-DR), CD90-FITC-1 (1 μl isotype control for CD34, CD45 and CD73), HLA-DR, DP, DQ-FITC-2 μl and mIgG2a- The mixture was mixed well and stored in the dark at room temperature for 20 minutes. Then, FACS buffer (cells (1 ml), CD105-FITC (1 μl), mlgGl-FITC-2 μl (CD90, isotype control for CD105) Wash buffer + 2% FBS (heat-inactivated) was added, vortexed, and then centrifuged for 3 minutes at 400 g. The buffer was removed and the pellet was vortexed. 400 [mu] l was added and vortexed. Cells were stored at 40 &lt; 0 &gt; C and analyzed within 4 days.

감마-변형되고, 물-충전되며, 75 kGy에 의해 조사된 생물반응기에서 증식된 세포는 CD45 및 HLA-DR에 대하여 비교적 높은 값을 나타내었다(세포의 18% 및 16.7%가 각각 양성임). 모든 다른 생물반응기로부터 수집된 세포는 MSC의 예상된 표현형을 나타내었다.Gamma-transformed, water-filled and cells proliferated in the bioreactor irradiated by 75 kGy showed relatively high values for CD45 and HLA-DR (18% and 16.7% of cells are positive, respectively). Cells collected from all other bioreactors exhibited the expected phenotype of MSC.

증식 후 TCPS 상의 재부착의 검사는 재-플레이팅 후 정상 성장 거동을 나타낸 대부분의 스핀들-형상화 세포를 나타내었다(데이타는 나타내지 않음).Examination of reattachment on TCPS after proliferation showed most spindle-shaped cells showing normal growth behavior after re-plating (data not shown).

실시예 15Example 15

방사선 선량의 영향Influence of radiation dose

멤브레인 특성에 미치는 방사선 선량의 영향을 연구하기 위해서, 실시예 14는 12.5 kGy 내지 125 kGy의 감마선 방사선 선량에 의해 조사되는 공기-충전된 VTK 멤브레인을 사용하여 예비 선택된 MSC로 반복하였고, 제1 (10일) 성장기 및 제2 (11일) 성장기 후 표준 TCPS 상에서 성장된 MSC 수에 상대적인 성장된 MSC의 수를 측정하였다. 그 결과를 도 17에 나타내었다.To investigate the effect of radiation dose on membrane characteristics, Example 14 was repeated with pre-selected MSCs using air-filled VTK membranes irradiated by gamma radiation doses of 12.5 kGy to 125 kGy, The number of grown MSCs relative to the number of MSCs grown on standard TCPS after the first and second (11 days) growth phase were determined. The results are shown in Fig.

Claims (17)

세포 배양을 위한 멤브레인으로서, 폴리설폰, 폴리에테르설폰 및 폴리아릴에테르설폰으로 이루어진 군으로부터 선택된 친수성 중합체 및 폴리비닐피롤리돈을 포함하고,
상기 멤브레인은 공기에 의해 커버되며, 그리고 4 내지 100 부피% 농도의 산소의 존재 하에 70 kGy 내지 175 kGy의 선량으로 감마선 또는 베타선 또는 전자빔에 의해 조사되는 멤브레인.
A membrane for cell culture comprising a hydrophilic polymer selected from the group consisting of polysulfone, polyethersulfone and polyarylether sulfone, and polyvinylpyrrolidone,
The membrane is covered by air and irradiated by gamma or beta radiation or electron beam at a dose of 70 kGy to 175 kGy in the presence of 4 to 100 volume% oxygen.
제1항에 있어서, 폴리우레탄을 더 포함하는 멤브레인. The membrane of claim 1, further comprising a polyurethane. 제1항 또는 제2항에 있어서, 폴리아미드를 더 포함하는 멤브레인.3. Membrane according to claim 1 or 2, further comprising a polyamide. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 멤브레인이 중공 섬유 멤브레인(hollow fiber membrane)인 멤브레인.3. Membrane according to claim 1 or 2, wherein the membrane is a hollow fiber membrane. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 멤브레인이 평평한 시이트 멤브레인(flat sheet membrnae)인 멤브레인.3. Membrane according to claim 1 or 2, wherein the membrane is a flat sheet membrane. 제1항 또는 제2항의 멤브레인을 제조하는 방법으로서,
(a) 예비 형성된 멤브레인을 공기로 커버하는 단계,
(b) 멤브레인을 70 kGy 내지 175 kGy의 선량으로 감마선 또는 베타선 또는 전자빔으로 조사하는 단계
를 포함하는 방법.
10. A method of manufacturing the membrane of claim 1 or 2,
(a) covering the preformed membrane with air,
(b) irradiating the membrane with a gamma ray, a beta ray or an electron beam at a dose of 70 kGy to 175 kGy
&Lt; / RTI &gt;
제1항의 멤브레인을 포함하는 세포 배양 장치.A cell culture apparatus comprising the membrane of claim 1. 세포, 및 제1항의 멤브레인을 포함하는, 체액을 체외 처리하기 위한 장치. Cell, and a membrane according to claim 1. An apparatus for in vitro treatment of body fluids, comprising: 제1항의 멤브레인을 사용하여 세포를 배양하는 방법.A method for culturing cells using the membrane of claim 1. 제9항에 있어서, 상기 세포가 유착 세포인 방법.10. The method of claim 9, wherein the cells are adherent cells. 제10항에 있어서, 상기 유착 세포가 간엽 줄기 세포인 방법.11. The method of claim 10, wherein the adherent cells are mesenchymal stem cells. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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